CN1386401A - 步行式的工作机 - Google Patents

Abstract

一种步行式的工作机包括一发动机、一对后轮以及一位于发动机和后轮之间的移动离合器。该离合器包括一盛有润滑油的外壳、一具有凹部的主动构件以及一具有凸部的从动构件。该主动和从动构件浸在润滑油中。该离合器具有一在坐标系统中显示的特性曲线,该系统的垂直轴线显示在凹部和凸部之间的摩擦系数,而该系统的水平轴线显示一参数,该参数是用凸部相对于凹部的每秒转数和油粘度的乘积除以在凹、凸部之间的表面压强获得。该特性曲线包括第一和第二直线。该第一和第二直线在一拐点处彼此相遇。该拐点与在工作机从高负荷行进状态转换到低负荷行进状态或者相反时的一转换点相对应。凹部可具有在其表面上形成的一螺旋状沟槽和复数的直沟槽。直沟槽垂直于螺旋状沟槽延伸。

Description

步行式的工作机

技术领域

本发明涉及一种步行式工作机的改进，所述工作机包括主动轮和用来驱动该主动轮的驱动源。

背景技术

已知的步行式工作机包括步行式的割草机。此处的图23以侧立视图形式描述这种步行式割草机的一实例。一用来割草201的步行式割草机200包括一发动机202、一用来将来自发动机202的驱动力传到后轮209的离合器208以及用来自发动机202的动力旋转的刀片203。割草机200还包括一手柄205、一连接在手柄205上的把手206以及一安装在手柄205上的离合器杆207。割草机200的前轮被标为210。在用割草机200割草201的情况下，一操作者204首先启动发动机202借此使刀片203旋转。然后操作者204向前转动离合器杆207，在此同时握住把手206借此将离合器208转换到开状态，其中发动机202的驱动动力经过离合器208传送到后轮209。这允许割草机200自推进或者在割草201的同时在平地或坡地上行走。

对于一些应用来说，离合器208通常是一能迅速进入接合状态的便宜、配置简单的爪式离合器。如果割草机200采用爪式离合器，前者会突然迅速地开始运动。此时，后轮208能造成打滑。另外，前轮210也能与刀片203一起突然抬起。后轮208的打滑会逆向压平或者要么不规则地割草201。在开始运动时就由于割草机200很难以此方式操纵以便满意地割草201，所以爪型离合器不是优选的。操作者204操作这种割草机需要有高度的技巧。

为了解决上述问题，人们可能建议提供一割草机200，它被安排成以一变化的选定速度行走。由于这种安排，割草机200能以低速开始运动。

更详细地说，这种安排的割草机200进一步包括一种位于发动机202和后轮209之间的连续可变传送装置，以及一用来操纵该可变传送装置的变速杆。操作者204可用操作变速杆的方法来改变割草机200的速度。

但增添可变传送装置使割草机价格昂贵。而且操作者204需要麻烦地操作变速杆以及离合器杆207。

作为替代，该工作机可采用一带式滑动离合器，它包括主动皮带轮、从动皮带轮以及在皮带轮上运行的皮带。皮带的拉力可以改变。这种安排不再需要为割草机提供昂贵的可变传送装置。这种带式滑动离合器被设计成进入一皮带在皮带轮上滑动的滑动状态，因此该割草机以低速开始运动。

皮带内的拉力能随着操作者204施加在离合器杆207上的力的改变而改变。因此操作者204能使该离合器进入和退出接合以及改变割草机的速度。当操作者向前转动离合器杆207时也推动把手206，于是操作带式滑动离合器，以致于割草机200在低或高负荷情况下行走。当“工作机在低负荷情况下行走”时，它意味着该工作机在例如平地上行进。而当“割草机200在高负荷情况下行走”时，它意味着割草机200在例如坡地上行进。

操作者204必需用大力推动离合器杆207以便造成离合器208将最大动力从发动机202传送到后轮209。因此最好是割草机200包括一用来增大操作者204施加在离合器杆207上的小力的连杆机构等等，以便完成从发动机202到后轮209的最大动力传送。

然而，完成最大动力传送所需的力越小，接合离合器208所需的力也越小。因此很可能在杆207上施加甚至很小的力就会使该离合器进入接合状态。换句话说，甚至在操作者无意地轻轻接触离合器杆207时割草机200就会开始运动。为此，该最小力最好是在等级上大于一给定值。

为了改变割草机200的速度，人们可能进一步建议为割草机200安装一例如在题为“具有一球形摩擦表面的滑动离合器”的日本专利特开平No.HEI 3-157520中披露的滑动离合器。

该被披露离合器包括一具有凹面的滑动板、一施加在滑动板凹面上的摩擦板以及一具有凸面以便与摩擦板摩擦接合的压板。在割草机200采用该滑动离合器之处，当该滑动离合器接合时，压板与摩擦板接合以便借此在两者间产生摩擦力，致使来自发动机的驱动力被传送到后轮。

操作者204用不同等级的力推动离合器杆207来使该滑动离合器接合或脱离以及改变割草机200的速度。操作者204向前转动离合器杆207和推动把手206以便借此接合该滑动离合器，致使割草机200在低或高负荷下行走。

该滑动离合器在滑动状态长时间使用，在所述滑动状态中摩擦板在压板上滑动。在该离合器开始使用时摩擦板和压板之间产生的摩擦力大小必需长时期保持。

在该离合器开始使用的时期，摩擦板凹面和压板凸面提供较大的表面粗糙度。因此该凹面和凸面只以相对较小的面积相互接触。然而，对于已长时期使用的滑动离合器来说，摩擦板和压板已磨损。其结果是，磨损的摩擦板和压板不符需要地沿着其已增大表面相互接触。更详细地说，摩擦板凹面和压板凸面的接触面积变大。即便压板紧靠摩擦板的压力的等级不变，与离合器开始使用时相比，在离合器长时期使用时摩擦板和压板之间的表面压力变小。因此，在压板和摩擦板之间产生的小的摩擦力。于是这样安排的滑动离合器就会不够适当地操纵。

为了解决这个问题，可提高摩擦板和压板的制造精度以减少表面粗糙度，以致于在该离合器开始使用时接触面积变得较大。然而，生产精度高的摩擦板和压板需要提高生产成本。

由于上述考虑，需要一种便宜的离合器，它能在滑动状态长期优越地使用。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种步行式的工作机，它包括一用来将驱动动力从发动机传送到该机主动轮的离合器，以及一用来接合和脱离该离合器的枢转的把手离合器杆。当工作机在高负荷情况下行走时，即使当施加在该杆上的推力稍微增加时，该离合器将一显著增大的驱动动力传送到主动轮上。而当工作机在低负荷情况下行走时，不管施加在该杆上的力的变化，该离合器将一基本恒定的驱动动力传送到主动轮。

本发明的另一目的是提供一种包括一低成本离合器的步行式工作机，而且该离合器能在滑动状态下长时期使用。

根据本发明的一个方面，提供一种具有第一状态和第二状态的步行式工作机，工作机在第一状态在高负荷情况下行进，工作机在第二状态在低负荷情况下行进，该工作机包括：(A)一驱动源；(B)主动轮；以及(C)一移动离合器，它位于驱动源和主动轮之间；该移动离合器包括：(a)一盛有润滑油的外壳；(b)一具有摩擦表面的主动构件；以及(c)一具有摩擦表面的从动构件；该主动和从动构件以这样一方式布置在外壳内以便浸在润滑油之中；主动和从动构件的摩擦表面被安排成相互接触以便在两者之间产生一表面压强；该表面压强确定移动离合器是否从一主动和从动构件的摩擦表面不相互接触的关闭状态进入一从动构件在主动构件上滑动的滑动状态；该移动离合器提供一在一座标系统中表示的特性曲线，该座标系统包括一垂直轴线和一水平轴线，垂直轴线表示在主动和从动构件的摩擦表面之间的摩擦系数，而水平轴表示一参数，它用润滑油粘度和从动构件相对于主动构件每秒旋动次数的乘积除以表面压强来获得，特性曲线包括一第一直线和一经过一拐点连接到第一直线上的第二直线，该表面压力这样确定以致于该拐点与当工作机从第一状态转换到第二状态或者相反时的一转换点相对应。

该表面压强确定该移动离合器是否从关闭状态转换为滑动状态。因为该移动离合器包括润滑油，油膜就位于主动和从动构件的摩擦表面之间。

在所描述的多个本发明实施例中，如同下文将要描述的那样，表面压强是随着推动该工作机把手离合器杆的推力改变而改变的。表面压强的变化又改变膜的厚度。当表面压强小时，膜的厚度大。加厚的膜使主动和从动构件摩擦表面之间的摩擦系数减小。反之，当表面压强大时，膜的厚度小。由于膜变薄，摩擦系数显著加大。

该特性曲线包括第一直线和第二直线。第一和第二直线通过拐点相互连接。第一直线位于提供具有大表面压强的小参数的第一区，而第二直线位于提供具有小表面压强的大参数的第二区。第一直线比第二直线陡峭。

表面压强被这样确定，以致该拐点对应于当工作机从第一状态转换为第二状态或者相反时的一转换点。

当处于第一状态时，工作机在该座标系统中特性曲线第一直线上任何点处提供参数。摩擦系数随着推力的变化显著地改变。

从驱动源将一最大驱动动力传送到主动轮需要给把手离合器杆施加一有限的推力。而且，传送该驱动动力只需要较小的推力变化。

当处于第二状态时，工作机在该座标系统中特性曲线第二直线上任何点处提供参数。因此不管施加在把手离合器杆上的推力摩擦系数基本保持恒定。

当工作机在低负荷情况行走时，表面压强小。不管施加在把手离合器杆上的推力摩擦系数保持基本不变。也就是说，该离合器将驱动动力从驱动源传送到主动轮的能力不受推力微小变化的影响。这样安排的工作机能平稳地开始行走。

尽管推力大小没有明显改变，该离合器将一范围宽广的驱动动力从驱动源传送到后轮。

使用该移动离合器是有利的，因为从驱动源到主动轮的最大驱动动力传送只需要有限的推力。换句话说，把手离合器杆的操作能在不突然改变推力的情况下完成。这允许操作者减少操纵把手离合器杆的负担。而且，在操作者无意地接触把手离合器杆时工作机不会开始行走。换句话说，工作机安排成，以致于只有在操作者故意操纵把手离合器杆时工作机才开始行走。

在一种本发明最佳形式中，拐点处的参数为5×10^-8。

根据所描述的实施例，当该工作机在高负荷情况下行进时，参数小于5×10^-8。这导致在主动和从动构件摩擦表面之间的摩擦系数增大。因此，借助于稍微增大推力，就能显著改善该离合器将驱动源的驱动动力传送到主动轮的能力。

当该工作机在低负荷情况下行进时，参数大于5×10^-8。这导致在主动和从动构件摩擦表面之间的摩擦系数减小。因此不大可能由于推力的任何变化而影响该离合器将驱动源驱动动力传送到后轮的能力。

这种安排允许该工作机既在高负荷又在低负荷情况下平稳地行走。

在本发明的另一最佳形式中，主动构件摩擦表面和从动构件摩擦表面至少之一具有在上面形成的一螺旋状沟槽和复数的直沟槽。而且直沟槽垂直于螺旋状沟槽延伸。

当该离合器长时间使用时，该主动和从动构件表面能磨损成在其加大的面积上相互接触。也就是说，长时间使用该离合器能增大主动和从动构件的接触面积。增大的接触面积提供减小的表面压强，即使在该离合器已长时期使用时从动构件的摩擦表面与该离合器开始使用时经受相同的压强时也是如此。当该表面压强减小时，润滑油膜厚度能变大，以便借此减少在主动和从动构件摩擦表面之间的摩擦系数。当主动和从动构件从边界润滑状态进入混合或流体动力润滑状态时，摩擦系数会突然改变。

在后面将详细讨论，短语“边界润滑状态”意味着润滑油膜足够薄。短语“流体动力润滑状态”意味着润滑油膜足够厚。而混合润滑状态是边界润滑状态和流体动力润滑状态的混合状态。在流体动力润滑状态，从动构件摩擦表面完全保持离开主动构件表面以便确保润滑油膜位于两者之间。

根据本发明，润滑油膜保持较薄。因此主动和从动构件的摩擦表面不考虑表面压强而保持边界润滑。更详细地说，主动构件摩擦表面和从动构件摩擦表面至少之一具有螺旋状沟槽和与螺旋状沟槽垂直地延伸的复数直沟槽。这些沟槽用来排出润滑油和在主动和从动构件已磨损摩擦表面之间产生的粉末。油和粉末的排出使保持薄油膜成为可能。

本发明移动离合器只提供边界润滑状态，因此摩擦系数保持大值。因此，在离合器开始使用时主动和从动构件摩擦表面之间的摩擦力能长时期保持。这种安排的离合器能稳定地操作很长时期。另外，在主动和从动构件摩擦表面至少之一上形成螺旋状沟槽和复数直沟槽只需较低成本。

附图说明

下面将参照附图，用举例的方法详细描述几个本发明最佳实施例，其中：

图1是描述本发明步行式工作机的左侧立视图；

图2是包括本发明移动离合器的该工作机传动装置剖视图；

图3是沿图2的3-3线剖切的剖视图；

图4是该移动离合器分解图；

图5是描述如何操作把手离合器杆的视图；

图6是描述在操作者用手紧扣该把手离合器杆情况下割草的工作机的视图；

图7A是一描述如何操作该移动离合器的示意图，而图7B图解地显示在该移动离合器凹、凸构件之间的摩擦系数对该凹、凸构件之间表面压强的依赖关系。

图8是该摩擦系数在不同表面压强情况下的图解表示；

图9是描述该把手离合器杆从中间位置枢转到全转动位置的视图；

图10是当工作机采用该移动离合器时(实心圆和实线)以及当工作机采用一带式滑动离合器(空心圆和虚线)时，在推进该工作机不同的行进阻力情况下施加在把手离合器杆上的推力的图解表示。

图11是在不同运行阻力情况下由该带式滑动离合器(空心圆和虚线)和该移动离合器(实心圆和实线)传送的驱动力的图解表示；

图12是在不同行进阻力情况下该带式滑动离合器(空心圆和虚线)和该移动离合器(实心圆和实线)助推比率的图解表示；

图13是描述本发明移动离合器的一变型的视图；

图14是图2移动离合器根据本发明的另一变型的视图；

图15是描述把手离合器杆的一种变型的视图；

图16是描述把手离合器杆另一变型的视图；

图17A是描述本发明移动离合器又一变型的视图，而图17B是沿图17A的b-b线剖取的剖视图；

图18A是描述如何操作图17A和图17B移动离合器的示意图，而图18B图解地显示在图17A和图17B移动离合器凹、凸构件之间的摩擦系数对该凹、凸构件之间表面压强的依赖关系；

图19A是该移动离合器凹、凸部的剖视图，而图19B以放大的比例显示沿着箭头b方向观察时凹部的一段；

图20是在图17A、17B移动离合器和一种不同类型的移动离合器开始使用时(实心圆，实心星号和实线)以及在这些移动离合器长时间使用后(空心圆，空心星号和虚线)，在该凹、凸部之间不同表面压强情况下该凹、凸部之间摩擦系数的图解表示；

图21是描述根据本发明移动离合器又一变型的视图；

图22A是描述根据本发明移动离合器又一变型的视图；图22B为图22A移动离合器凹部的前立视图；以及

图23是描述一种传统步行式工作机的视图。

具体实施方式

参见图1，一例如割草机的步行式工作机10包括一机身11，它具有一对定位在前部的左、右前轮12、12(仅示出左轮)。机身11还具有一对定位在后部的左、右后轮13、13(主动轮)。在机身11上部装有一发动机14。在机身11中部下方定位一用来割草82(见图6)的刀片16。机身11还包括一个定位在后部内侧的传动装置20。机身11还包括一对从此处向后伸出的左、右手柄50L，50R。机身11借助于这些手柄50L，50R进行操作。

发动机14是用来驱动后轮13、13和刀片16的驱动源。更详细地说，发动机14包括一向下伸出的输出轴15。该输出轴15经过一工作转换离合器42连接到刀片16上。输出轴15还通过一传动构件(一主动皮带轮17a、一从动皮带轮17b以及一皮带18)连接到一输入轴21上。

传动装置20安装在一包括发动机14和后轮13、13的动力传送系统41中。离合器42处于关闭状态(非接合状态)时将一制动装置施加在刀片16上。

在该工作机10的左手柄50L的后端附近设置一杆25，它用来控制安装在发动机14上的一节流阀。左、右手柄50L、50R具有一工作转换杆60和一通过一支承轴54安装在其后端的把手离合器杆70。这些杆60、70布置成沿工作机10的前后方向枢转。

杆60具有一与其连接的钢丝绳66。离合器42由钢丝绳66接合或脱离。也就是说，在处于开启状态(接合状态)时，离合器42将驱动力从发动机14传送到刀片16，借此驱动刀片16。另一方向，在离合器4 2处于关闭状态时，从发动机14到刀片16的驱动力传送被切断。更详细地说，当一操作者的手保持离开杆60时，也就是说不拉动钢丝绳66时，离合器42保持在关闭状态，刀片16制动。当操作者利用杆60拉动钢丝绳66时，离合器42进入开启状态，借此将驱动力从发动机14传送到刀片16。

把手离合器杆70不仅用作操作者握紧以便操作机身11的把手，而且用作操纵一个后文将讨论的移动离合器30的杆。离合器30具有一连接在此处的钢丝绳36。该离合器30利用杆70来接合或脱离。也就是说，在处于接合状态(开启状态)时，离合器30将驱动动力从发动机14传送到后轮13、13，借此驱动后轮13、13。另一方面，在离合器30处于脱离状态(关闭状态)时，从发动机14到后轮13、13的驱动力传送被切断。更详细地说，在操作者的手保持离开杆70，也就是说不拉动钢丝绳36时，离合器30处于脱离状态。而在利用杆70拉动钢丝绳36时，离合器30进入接合状态，借此将驱动力从发动机14传送到后轮13、13。

如上所述，开动发动机14能使后轮13、13和刀片16旋转。于是前轮12、12也开始转动。这造成工作机10在割草82的同时行走。此时，操作者在工作机10后面步行，紧握和推动杆60、70。工作机10还包括一用来存放被割下的草的袋26。

参见图2，此图显示出包括移动离合器30的传动装置20。

装置20包括输入轴21，它具有安装在其一端的从动皮带轮17b。输入轴21具有一安装于此的主动锥齿轮22a。该齿轮22a具有较小直径。一大直径从动锥齿轮22b(一主动构件)与齿轮22a啮合。齿轮22b可旋转地安装在一从工作机10横向延伸的输出轴23上。如同下文所述，离合器30布置成来将驱动力由从动锥齿轮22b传送到输出轴23，或者切断该驱动力的传送。齿轮22a、22b被容纳在一个外壳24中。

在外壳24内，输入轴21可以转动但不可轴向运动。输出轴23也是如此。输出轴23是后轮13、13的轴。当从齿轮22b提供驱动力时，输出轴23将驱动力传送到后轮13、13上。

移动离合器30是一包括一主动构件和一从动构件的摩擦离合器。当离合器30处于接合状态时，驱动力在主动构件和从动构件间产生的摩擦力作用下被传送到输出轴23上。在所描述的实施例中，离合器30是一圆锥形离合器。

外壳24盛有润滑油Ju。离合器30包括具有一锥形凹部38(一摩擦表面)的锥齿轮22b以及具有一锥形凸部39(一摩擦表面)的离合器拨叉32(一从动构件)。锥齿轮32和离合器拨叉32以这样一方法布置在外壳24内以便浸在油Ju之中。当离合器30处于接合状态时，凸部39的表面布置成与凹部38的一表面进入接合状态。离合器30还能用于下文将要讨论的一滑动状态。离合器30是否从脱离状态转换成该滑动状态取决于在该凹、凸部38、39表面之间产生的表面压强。离合器30位于发动机14和后轮13、13之间。在此使用的短语“在该凹、凸部38、39表面之间产生的表面压强”被认为是保持相互接触的凹、凸部38、39之一施加在另一个上的压强。

锥形凹部38在锥齿轮22b的毂37的一端部处形成。离合器拨叉32以这样一种方式安装在输出轴23上以便相对于后者不能转动但能滑动。离合器拨叉32具有在其邻近凹表面38的一端部处形成的锥形凸部39。该离合器拨叉32具有一沿周向形成的环形凹槽部分或者说凹陷部分32a。一拨叉挪动构件33具有一对安装在凹陷部分32a内的爪33a、33a。还提供一拨叉防转构件31，它用来防止离合器拨叉32相对于输出轴23转动。润滑油Ju可具有任何高度，只要凹、凸部38，39局部放置在该高度下方即可。

转向图3，拨叉挪动构件33以这样一种方式安装在外壳24内，以便沿着一与此图垂直的方向枢转。

更详细地说，拨叉挪动构件33布置成围绕一根支承轴34枢转。而支承轴34可旋转地安装在外壳34内。支承轴34具有一固定在其一端的离合器杆35。该离合器杆35的一端连接到钢丝绳36的钢丝端部36a上。

在图4中，显示出在该凹部38表面上沿圆周形成的复数直沟槽38a。沟槽38a以给定的间隔分开。当离合器30处于凸部39在凹部38上滑动或者说溜过的滑动状态时，该凹、凸部38、39表面相互磨损，由此在两者间产生粉末。此时，形成相应沟槽38a的边缘刮去粉末。然后粉末从沟槽38a排出。沟槽38a穿过该凹部38表面延伸，并且沿前立视方向观察具有半圆形或者U形轮廓。沟槽38a可按不同间距分开，并具有用于上述功能的变化的宽度、尺寸和任何横截面轮廓。该凹部38表面也可没有沟槽38a。

回到图2和图3，在这些图中离合器30显示为正处于锥齿轮22b不接触离合器拨叉32的脱离状态。

当钢丝绳36被拉动时，造成拨叉挪动构件33朝从动锥齿轮22b(沿着一图3平面的向下向外方向)枢转。因此，拨叉挪动构件33的爪33a、33a也移位从而造成离合器拨叉32朝锥齿轮22b滑动。

离合器拨叉32朝锥齿轮22b的滑动使凸部39与凹部38接触。更详细地说，该凹、凸部38、39表面相互接触，借此在两者之间产生摩擦，以致于离合器30将驱动力传送到输出轴23。

拉动钢丝绳36的拉力随着一推动把手离合器杆70的推力变化而变化。因此使滑动离合器拨叉32与锥齿轮22b接触的力也是变化的。其结果是，在该凸部39表面和该凹部38表面之间产生的表面压强有变化。因此，在该凹、凸部38、39表面之间产生的摩擦力也有变化。由于这种布置，离合器30能从脱离状态经过滑动状态转换成接合状态。

至于图5，工作转换杆60表示为正向前转成邻靠把手离合器杆70的状态。杆60邻靠在杆70上拉动钢丝绳66。于是工作转换离合器42进入开启状态，借此将发动机14的驱动动力传送到刀片16。因此刀片16被驱动进行割草。复位弹簧69产生一力，把手离合器杆70借助此力保持在中间位置，如图5所示。

当操作者用他/她的手80向前推动杆60、70时，包括一水平向前力F1和一垂直向下力F2的合力F沿着一用箭头标出的方向施加到杆70上。力F1起到水平推动杆70的作用，而力F2是由于手的重量。

合力F的方向与杆70围绕支承轴54向前枢转的方向基本相同。因此，借助于力F1推动杆70有效地逆时针转动杆70变为可能。更详细地说，钢丝绳由杆70的一定量枢转动来拉动。换句话说，拉动钢丝绳36的量的变化取决于力F1。

工作转换杆60布置成围绕支承轴54与把手离合器杆70一起枢转。

在凹部38和凸部39之间的表面压强是变化的，这取决于用来拉动钢丝绳36的拉力。如果该拉力小，离合器30就进入滑动状态。而当离合器30进入滑动状态时，该工作机开始以低速度行走。

至于图6，如上文指出，由于离合器30保持在滑动状态，工作机10开始慢速行走。因此，操作者能开始平稳地推进工作机10，其结果是草82被割得较好。

操作者的手80以水平向前力F1进一步向前推动杆60、70。力F1指向工作机10的推进方向。这是十分有利的，因为操作者能不疲倦地操作行进的工作机10执行割草作业。

当操作者向前推动把手离合器杆70到使离合器30进入滑动状态的这样一种程度时，工作机10开始行走。在此之后，操作者可在工作机10后步行，方便地操作它。

在转向或拉回工作机10的情况下，操作者停止在杆60、70上施加力F1。于是复位弹簧69迫使杆60、70转回到它们如图1所示的中间位置。因此，离合器30进入脱离状态，借此不再将发动机14的驱动动力供应给后轮13、13。

这使操作者能在紧握杆60、70的同时转向或拉回工作机10。

离合器30从发动机14传送到后轮13、13的驱动动力相应于施加在把手离合器杆70上的向前力F1。因此工作机10由操作者产生的较小力F1推进，而大驱动动力从发动机14经过离合器30传送到后轮13、13。换句话说，工作机10能借助于该驱动动力而推进。

工作机10是容易操纵的，这是因为在推进工作机10的情况下操作者只需按照惯例用手推动把手离合器杆70。

如图7A所示，离合器30包括锥形凹部38和锥形凸部39。离合器30是否从脱离状态转换为滑动状态取决于在凹、凸部38、39表面之间的表面压强。一由润滑油Ju形成的膜位于该凹、凸部38、39表面之间。由凸部39施加在凹部38表面上的表面压强随着一压力W而变化，凸部39就以压力W压靠在凹部38表面上。该表面压强P的变化改变膜的厚度t。表面压强P和厚度t之间的关系如附表1所示。

表1

η×N	表面压强	润滑油膜厚度	摩擦系数	(η×N)/P
					恒定	小	大	小	大
大	小	大	小

从上表1可明显地看出，当表面压强P小时，膜的厚度t大。大厚度t在该凹、凸部38、39表面之间提供减小的摩擦系数μ。另一方面，当表面压强P大时，厚度t变小。小厚度t提供增大的摩擦系数μ。

离合器30的特征能用一由参考特性(η×N)/P表示的参数来评价，此处P是表面压强(帕)，η是润滑油Ju的粘度(帕.秒)，而N是在凸部39和凹部38之间的每秒转数差。换句话说，N是在离合器30处于滑动状态时凸部39相对于凹部38每秒转动的次数(1/秒)。参数(η×N)/P是无量纲的。由于η×N保持恒定，在表面压强P小时，参数大，而在表面压强P大时，参数(η×N)/P小。

当参数(η×N)/P大时，摩擦系数μ小，而在参数(η×N)/P小时摩擦系数μ大。

图7B图解地显示表1中指出的在摩擦系数和参数(η×N)/P之间的关系。图7B提供一座标系统，它包括一显示参数(η×N)/P的水平轴线和一显示与参数(η×N)/P相应的摩擦系数μ的垂直轴线。在该座标系统中，摩擦系数μ和参数(η×N)/P之间的关系表现为一包含两段负斜率直线的线图，这将参照图8进行详细讨论。

图8是建立在从一实验获得的数据基础上的线图，在该实验中摩擦系数μ是在不同参数情况下测得的。

从图8可见，离合器30提供一在一座标系统中显示的特性曲线，该座标系统包括一显示参数(η×N)/P的水平轴线和一显示摩擦系数μ的垂直轴线。该离合器30特性曲线被称作“斯氏曲线”(Stribeckcurve)。

由于润滑油粘度η和转数差N的变化比表面压强小得多，乘积η×N认为是恒定的。所以，参数(η×N)/P与表面压强P成反比例。

图8的斯氏曲线提供三种状态：(1)边界润滑状态，在此处表面压强大，借此使参数(η×N)/P变小和使位于凹、凸部38、39之间的润滑油膜变薄，因此摩擦系数μ大；(2)混合润滑状态，在此处随着表面压强P减小，参数(η×N)/P增大，润滑油膜变厚，因此摩擦系数μ减小；(3)流体动力润滑状态，在此处随着表面压强P的进一步减小，参数(η×N)/P进一步增大，而且润滑油膜变得足够厚，因此摩擦系数μ小。

混合状态是边界润滑状态和流体动力润滑状态的混合状态。在流体动力润滑状态，凸部39的表面完全保持与凹部38表面脱离，以便确保润滑油膜位于两者之间。

如图8所示的斯氏曲线近似于建立在一些数据基础上的两条直线，这些数据是从在下述条件下在离合器30上完成的实验获取的：

锥形凹、凸部38、39的平均直径：40(mm)

锥形凹、凸部38、39的长度L1、L2(见图4)：7(mm)

锥形凹、凸部38、39表面的倾斜角：12(度)

锥形凹、凸部38、39表面的表面粗糙度：0.1至1.0(μm)

凹部38所用材料：铝青铜铸件

凸部39所用材料：烧结的铁基金属

润滑油：发动机油

润滑油粘度η：0.055(帕.秒)

在凸部39和凹部38之间的每秒转数差N：1.7至5.0(1/秒)

凹、凸部38、39表面间的表面压强P：5×10⁶至70×10⁶(帕)

图8的斯氏曲线近似于两条直线，也就是说，第一和第二直线C1、C2。第一直线C1和第二直线C2在一拐点Cp处相遇。第一直线C1比第二直线C2斜度大。在点Cp处，参数(η×N)/P为5×10^-8，摩擦系数μ为0.07。陡峭的第一直线C1处于一第一区A中，该区中任何点的参数(η×N)/P小于5×10^-8以便借此提供边界润滑状态。徐缓倾斜的第二直线C2处于一第二区B中，该区中任何点的参数(η×N)/P大于5×10^-8以便借此提供混合润滑状态或流体动力润滑状态。

从该图可见，在拐点Cp处，具有小于5×10^-8的参数(η×N)/P的第一直线C1与具有大于5×10^-8的参数(η×N)/P的第二直线C2相遇。

上文讨论的斯氏曲线相应于把手离合器杆枢转的运动范围。更详细地说，拐点Cp相应于当工作机10在高负荷行进状态(第一状态)和低负荷行进状态(第二状态)之间转换时的一转换点，下文将详细讨论。在此使用的短语“高负荷行进状态”意味着工作机10在高负荷情况下行进的一状态。同样，在此使用的短语“低负荷行进状态”意味着工作机10在低负荷情况下行进的一状态。

当工作机10在高负荷情况下行进时，参数(η×N)/P小于5×10^-8。在另一方面，当工作机10在低负荷情况下行进时，参数(η×N)/P大于5×10^-8。

由于工作机10在高负荷行进情况下参数(η×N)/P小于5×10^-8，在凹、凸部表面之间的摩擦系数大。因此应该指出，在推动把手离合器杆70的小等级推力甚至微小地增加时，将驱动动力从发动机14传送到后轮13、13的离合器30传送能力也有明显的改善。

由于工作机10在低负荷运行情况下参数(η×N)/P大于5×10^-8，在凹、凸表面之间的摩擦系数小。因此离合器30的传送能力基本保持不变而且不受推力微小改变的影响。

如果拐点Cp小于5×10^-8，凹、凸部38、39表面间摩擦系数小的第二直线C2会加长。这意味着离合器30的传送能力即使在需要工作机10在高负荷情况下行进时也没有得到改善。因此，离合器不符要求地未能将相应于推动把手杆的推力的所需驱动动力传送到后轮13、13。

如果拐点Cp大于5×10^-8，第一直线C1会加长，而且摩擦系数相应于推力的改变而显著改变。也就是说，离合器30的传送能力相应于推力的任何改变而不符要求地显著改变。由于这种安排，工作机的行走十分不平稳。

根据本发明，拐点Cp处的参数为5×10^-8。这是十分有利的，因为工作机10不仅在高负荷而且在低负荷情况下均能平稳地行走。

参见图9，在此图中把手离合器杆70正围绕支承轴54枢转。

在把手离合器杆70处于中间位置Q1情况下，离合器30处于脱离状态。工作机10不行走。当以向前方向的推力向前推动时，把手离合器杆70围绕支承轴54向前枢转到一个完全转动位置Q2。

在杆70枢转到完全转动位置Q2情况下，离合器30进入滑动状态。

操作者调节他/她施加在处于位置Q2的杆70上的推力。如上所述，拉动钢丝绳36的拉力随着作用在杆70上的推力变化而变化。该拉力的变化改变在凹、凸部38、39表面之间的表面压强。应该注意，在凹、凸部38、39表面之间的表面压强是随着施加在处于完全转动位置Q2的杆70上的推力改变而改变的。当推力小时，该表面压强也小。当推力变大时，该表面压强也变大。

在工作机10在低负荷情况下行走例如在平地上行进时，操作者推动处于完全转动位置Q2的把手离合器杆70的推力是小的。因此在锥形凹、凸部38、39表面之间的表面压强也小。更详细地说，当工作机10在平地上行走时，该表面压强设置成参数(η×N)/P变得大于5×10^-8，借此使摩擦系数变小，如图8所示。

从图8可见，处于参数(η×N)/P大于5×10^-8的第二区B的斯氏曲线的第二直线C2是徐缓地倾斜的。因此，即使在推动杆70的推力显著改变时，离合器30的传送能力也基本不变。换句话说，离合器30的传送能力随推力的微小变化而改变是不大可能的。因此工作机10的平稳行走能够实现。

在工作机10在高负荷情况下行走例如在坡地上行进时，操作者推动处于完全转动位置Q2的把手离合器杆70的推力是大的。因此在锥形凹、凸部38、39表面之间的表面压强也变大。更详细地说，当工作机10在坡地上行走时，该表面压强设置成参数(η×N)/P变得小于5×10^-8，借此使摩擦系数变大，如图8所示。

处于参数(η×N)/P小于5×10^-8的第一区A的斯氏曲线的第一直线是陡峭地倾斜的。因此，即使在推动杆70的推力稍微改变时，离合器30的传送能力也会明显改善或者说减少。

在锥形凸部38、39表面之间的表面压强这样地确定，以致于拐点Cp与在工作机10行走的行进负荷(Kgf)从高负荷转换成低负荷或者相反时的一转换点相对应。此处所用的术语“行进负荷”意味着正在行走的工作机受到的负荷或者说阻力。

也就是说，操作者确定他/她的推动处于完全转动位置Q2的把手离合器杆70的推力，以致于拐点Cp与当工作机10在低负荷行进状态和高负荷行进状态之间转换时的一转换点相对应。

在处于位置Q2的杆70上的推力用于：(1)控制处于滑动状态的离合器30；(2)在离合器30通过杆70进入工作时产生一机械损耗；以及(3)克服由复位弹簧69施加的力。所述机械损耗和由复位弹簧施加的力相对较小。

参见图10至图12，这几张图图解地显示离合器30是如何优于一种带式滑动离合器的。该带式滑动离合器包括一主动皮带轮、一从动皮带轮以及一在主动、从动皮带轮上运转的带。

曾经提供过一种不同类型的工作机。这种工作机与工作机10的区别在于：使用带式滑动离合器而不是离合器30。带的张力随着推动把手离合器杆70的推力变化而变化。

本发明离合器30和该带式滑动离合器在相同条件下使用。

在图10中提供一具有一水平轴线和一垂直轴线的座标系统，其中水平轴线显示施加于正在行走的工作机10的行进阻力(即行进负荷)(Kgf)，而垂直轴线显示推动把手离合器杆的推力(Kgf)。

对于带式滑动离合器来说，随着工作机行走负荷变高，推力也增加，如空心圆和虚线所示。更详细地说，当行进阻力为6Kgf时，推力为3Kgf。而21Kgf的阻力要提供多达9Kgf的推力。因此推力增为三倍。随着工作阻力进一步增大，推力突然加大。操作者施加高达9Kgf或者更大的推力是很困难的。

然而，对于本发明离合器30来说，在工作机即使在高负荷情况下行走时，推力也只是增加一个小数量，如实心圆和实线所示。更详细地说，当行进阻力为6.5Kgf时，推力为1.8Kgf。而23.5Kgf的行进阻力要提供3.6Kgf的推力。推力仅增到两倍。应该注意，不考虑行进阻力的增大推力保持基本恒定。最大推力约为4Kgf，因此是操作者容易施加的。

在图11中提供一具有一水平轴线和一垂直轴线的座标系统，其中水平轴线显示施加于工作机的行进阻力(Kgf)，而垂直轴线显示离合器传送到工作机后轮的驱动力(Kgf)。

对于带式滑动离合器而言，如同空心圆和虚线所示，无论行进阻力变得多么大，驱动力不超过约12(Kgf)。也就是说，最大驱动力只有12(Kgf)这么小。

对于本发明离合器而言，如同实心圆和实线所示，驱动力基本上随行进阻力线性增加。

在图12中提供一具有一水平轴线和一垂直轴线的座标系统，其中水平轴线显示施加于工作机的行进阻力(Kgf)，而垂直轴线显示一用百分比(％)表示的助推比率，它表示在推动工作机情况下驱动源对操作者的帮助有多大。

助推比率是通过用驱动力除以行进阻力来获得的。也就是说，助推比率可被解释为：当工作机在行进负荷作用下行走时离合器30将驱动力传送到后轮的效率。操作者应产生相应于一值(％)的力，该值由100(％)减去助推比率来获得。

对于带式滑动离合器来说，如空心圆和虚线所示，无论行进阻力变为多大助推比率不超过大约63(％)。换句话说，最大助推比率低至63(％)。所以操作者应该产生相应于余额37％或者更多的力。这导致操作者负担加大。

对于本发明离合器30来说，如实心圆和实线所示，不管行进阻力是多少助推比率总保持高值。更详细地说，当行进阻力处于6.5至23.5(Kgf)范围时，助推比率高达70至85(％)。这导致操作者负担减少。

至于图10至图12，使用离合器30是有利的，这是由于例如：(1)当工作机在6.5(Kgf)的小行进阻力情况下行走时，助推比率为70(％)，借此只需要操作者用一1.8(Kgf)的小推力来推动把手离合器杆70；以及(2)当工作机在23.5(Kgf)的大行进阻力情况下行走时，助推比率为85(％)，借此只需要操作者用一3.6(Kgf)的小推力来推动把手离合器杆70。

在图13中显示一种根据本发明的移动离合器的变型30′。除了锥形凸部39其表面具有沿圆周形成的复数直沟槽38a以外，移动离合器30′与上文所述的移动离合器30具有相同的结构。沟槽38a以给定的间隔分开。可以理解，离合器30′与离合器30具有相同的优点。

图14描述一根据本发明的移动离合器另一变型30A。与相对于图1至图12讨论的移动离合器30一样的移动离合器30A构件采用同样的编号并省略其说明。

离合器30A包括盛有润滑油Ju的外壳24、具有平的表面38A的锥齿轮22b(主动构件)以及一具有平的表面39A的离合器拨叉32(从动构件)。锥齿轮22b和离合器拨叉32以这样一种方式布置在外壳24中，以便浸在油Ju中。当离合器30A处于接合状态时，表面38A和表面39A相互接合。离合器30A与离合器30类似可在滑动状态使用。当离合器30A处于脱离状态时，表面38A、39A彼此相对并在两者之间具有一小间隙。离合器30A随表面38A、39A间的表面压强而定，由脱离状态转换为滑动状态。从图14可清楚地看出，离合器30A的锥齿轮22b和离合器拨叉32没有任何锥形部分并具有平的表面38A、39A。可以理解，离合器30A与离合器30具有相同的优点。

图15显示一根据本发明的把手离合器杆的变型90。杆90安装在手柄50L、50R的任何一个上。杆90可向前和向后滑动。

手柄50L、50R之一其上具有固定安装的把手构件(未显示)，而另一个其上具有可滑动地安装的杆90。

杆90既用作操作者紧握以便操纵机身11的把手，又用作用来操纵离合器30的离合器杆。

当杆90处于中间位置Q1时，离合器30处于脱离状态，借此使工作机10停止。

一滑动件91布置成与把手离合器杆90一道，根据一向前推动杆90的推动力F1在手柄上滑动到最前位置Q2。滑动件91通过连杆92连接到摇臂93上。滑动件91的滑动使连杆92向前运动，如箭头所示。连杆92的这个向前运动造成摇臂93逆时针转动，如箭头所示。于是拉动钢丝绳36以便操纵离合器30。

把手离合器杆90移动到最前位置Q2使离合器30进入滑动状态。在其他各个方面，杆90与杆70是相同的。

操作者可调节他/她施加在处于最前位置Q2的把手离合器杆90上的推力。拉动钢丝绳36的拉力随着该施加在杆90上的推力变化而变化。于是，在锥形凹、凸部38、39表面之间的表面压强随着该拉力的改变而改变。

该表面压强这样确定，以致于拐点Cp与上文讨论的当工作机从低负荷行进状态转换到高负荷行进状态或者相反时的转换点相对应。

更详细地说，操作者确定施加在处于最前位置Q2的杆90上的推力，以致于拐点Cp与工作机10在低负荷行进状态和高负荷行进状态之间转换时的转换点相对应。

离合器30的传送能力根据施加在杆90上的向前推力F1而得到改善。换句话说，离合器30给后轮13、13传送的驱动力与推力F1相应。因此工作机10不仅由操作者施加在杆90上的小等级推力F1而且由离合器30传送到后轮13、13的大驱动力来推动。这意味着工作机在具有驱动力帮助的情况下推动。

这样布置的工作机10是容易操纵的，因为在推动工作机10的情况下操作者只需按照惯例用手推动把手离合器杆90即可。

图16描述本发明把手离合器杆的另一变型100。把手部分51在手柄50L、50R后端之间延伸。在把手部分51后方对齐地定位把手离合器杆100。该把手离合器杆100通过支承轴101安装到手柄50L、50R的后端。杆100能围绕支承轴101向前和向后枢转。杆100具有连接到钢丝绳36端部的臂102。在其他方面，杆100与相对于图1至图12讨论的杆相同。

把手离合器杆100用来操作离合器30。

当把手离合器杆100处于中间位置Q1时，离合器30处于脱离状态，借此使工作机10停止。

由操作者的手80施加在其上的前推力F1造成杆100向前转动到完全转动位置Q2，如箭头所示。杆100的这个向前转动造成臂102逆时针转动。于是拉动钢丝绳36以便如同上文所述地操纵离合器30。

将把手离合器杆100移动到完全转动位置Q2使离合器30进入滑动状态。

操作者可调节他/她施加在处于完全转动位置Q2的把手离合器杆100上的推力。拉动钢丝绳36的拉力随着施加在杆100上的该推力变化而变化。在锥形凹、凸部38、39表面之间的表面压强随着该拉力的变化而改变。

该表面压强这样确定，以致于拐点Cp与上文讨论的当工作机从低负荷行进状态转换到高负荷行进状态或者相反时的转换点相对应。

更详细地说，操作者确定施加在处于最前转动位置Q2的杆100上的推力，以致于拐点Cp与工作机10从低负荷行进状态转换成高负荷行进状态或者相反时的转换点相对应。

离合器30的传送能力根据施加在杆100上的向前推力F1而得到改善。换句话说，离合器30给后轮13、13传送的驱动力与推力F1相应。因此工作机10不仅由操作者施加在杆100上的小等级推力F1而且由离合器30传送到后轮13、13的大驱动力来推动。这意味着工作机在具有驱动力帮助的情况下推动。

这样安排的工作机10是容易操纵的，因为在推动工作机10的情况下，操作者只需按照惯例用手推动把手离合器杆100即可。

图17A和图17B显示移动离合器的变型30″。与前述移动离合器30、30′的构件相同的移动离合器30″的构件标以相同的编号。

锥形凹部38包括其上形成螺旋状沟槽38b的表面。该凹部38表面还包括其上形成的许多直沟槽38a′。直沟槽表面38a′垂直于螺旋状沟槽38b延伸。而且直沟槽以给定的间隔沿凹部38表面的圆周进行定位。

如图18A所示，离合器30″包括锥形凹部38和锥形凸部39。离合器30″是否从脱离状态转移为滑动状态取决于在凹、凸部38、39表面之间的表面压强。由润滑油Ju形成的膜位于凹、凸部38、39表面之间。由凸部39施加在凹部38表面上的表面压强P′随着压力W′变化而变化，凸部39表面就借助于压力W′压靠在凹部38表面上。表面压强P′的变化改变膜的厚度t′。在表面压强P′和该厚度t′之间的关系在随后的表2中显示。

表2

表面压强	润滑油膜厚度	摩擦系数	η×N	(η×N)/P′
					小	大	小	恒定	大
中	中	中	中
				大	小	大	小

从上面的表2显而易见，当表面压强P′小时，膜的厚度t′变大。大的厚度t′在凹、凸部38、39表面之间提供减小的摩擦系数μ′。当表面压强P′中等时，厚度t′也为中等。中等厚度t′提供具有中等值的摩擦系数μ′。而当表面压强P′大时，厚度t′变小。小厚度t′提供增大的摩擦系数μ′。

离合器30″的特征能用由参考特性(η×N)/P′表示的参数来评价，此处P′(帕)是表面压强，η(帕.秒)是润滑油Ju的粘度，而N(1/秒)是在凸部39和凹部38之间的每秒转数差。换句话说，N是在离合器30″处于滑动状态时凸部39相对于凹部38的每秒转动次数。参数(η×N)/P′是无量纲的。

由于η×N保持恒定，当表面压强P′小时，参数(η×N)/P′大。当表面压强P′中等时，参数(η×N)/P′具有中等值。而当表面压强P′大时，参数(η×N)/P′小。

当参数(η×N)/P′大时，摩擦系数μ′小。当参数(η×N)/P′中等时，摩擦系数μ′具有中等值。而当参数(η×N)/P′小时，摩擦系数μ′大。

图18B图解地显示表2所示的摩擦系数μ′和参数(η×N)/P′之间的关系。从图18B显而易见，离合器30″在包括显示参数(η×N)/P′的水平轴线和显示摩擦系数μ′的垂直轴线的座标系统中提供一特性曲线。该离合器30″特性曲线呈负斜率直线形，而且也被称作前述的“斯氏曲线”。

图18B的斯氏曲线提供三种状态：(1)边界润滑状态，在此处表面压强P′大，借此使参数(η×N)/P′变小和使位于凹、凸部38、39表面之间的润滑油膜变薄，因此摩擦系数μ大；(2)混合润滑状态，在此处随着表面压强P′减小，参数(η×N)/P′增大，而且润滑油膜变厚，因此摩擦系数μ′减小；(3)流体动力润滑状态，在此处随着表面压强P′的进一步减小，参数(η×N)/P′进一步增大，而且润滑油膜变得足够厚，因此摩擦系数μ′变小。

混合状态是边界润滑状态和流体动力润滑状态的混合状态。在流体动力润滑状态，凸部39的表面完全保持与凹部38表面脱离，以便确保润滑油膜位于两者之间。

如上所述，润滑油膜位于凹部38和凸部39之间。膜的厚度t′随着表面压强P′变化而变化。其结果是，凹、凸部38、39提供：(1)表面压强P′大的边界润滑状态；(2)表面压强P′中等的混合润滑状态；(3)表面压强P′小的流体动力润滑状态。

当移动离合器30″长时间使用时，凹、凸部38、39表面磨损成在加大面积相互接触状态。也就是说，长时间使用的离合器30″能增大凹、凸部38、39的接触面积。该增大的接触面积提供减小的表面压强P′，即使离合器30″长时间使用时其凸部38受到与离合器30″开始使用时相同的压力W也是如此。当表面压强P′减小时，厚度t′能变大，借此减少在凹、凸部38、39表面之间的摩擦系数μ′。当凹、凸部38、39从边界润滑状态进入混合或流体动力润滑状态时，摩擦系数μ′能突然变化。

然而，根据本发明，润滑油Ju的厚度t′保持较小。换句话说，不考虑表面压强P′凹、凸部38、39保持在边界润滑状态。由于凹、凸部38、39保持在边界润滑状态，摩擦系数μ′保持较大。在离合器30″开始使用时凹、凸部38、39之间产生的摩擦力能保持长的时期。因此离合器30″能稳定地操纵。

下面将讨论，复数直沟槽38a′和螺旋状沟槽38b是如何提供优越性的。

参见图19A和图19B，润滑油膜位于凹、凸部38、39表面之间。凸部39的转数与凹部38的转数不同。利用这样一种不同的转数，在凹、凸部38、39表面之间的润滑油能通过螺旋状沟槽38b和直沟槽38a′从离合器30″排出。借助于这种润滑油排出，减少膜厚t′成为可能。

更详细地说，位于凹、凸部38、39表面之间的油流入螺旋状沟槽38b和直沟槽38a′，如图19A和图19B中的箭头所示。在螺旋状沟槽38b内的油流入直沟槽38a′。当离合器30″处于凸部39在凹部38上滑动的滑动状态时，凹、凸部38、39的表面相互磨损，因此在两者间形成粉末。保持在凹、凸部38、39表面之间的粉末或油由形成直沟槽38a′的边缘刮落。

一部分粉末落入直沟槽38a′。就是在直沟槽38a′内的这部分粉末和油在凹部38旋转产生的离心力作用下被排出。这可以减少在凹、凸部38、39表面之间的油膜厚度t′。

利用在凹、凸部38、39之间的转数差，在外壳24内的润滑油Ju通过螺旋状沟槽38b迅速供应到在凹、凸部38、39表面之间形成的空间中。因而引入的润滑油形成膜。由于这种安排，能确保凸部39在凹部38上滑动。此外，凹、凸部38、39的表面能由引入的润滑油冷却。

离合器30″是有利的，这是因为在凹部38表面上形成直沟槽38a′和螺旋状沟槽38b比起减少凹、凸部38、39表面的表面粗糙度或者制造具有高精度的凹、凸部表面来，只需要低的成本。

参考图20，该图显示一座标系统，它具有一显示摩擦系数μ′的垂直轴线和一显示参数(η×N)/P′的水平轴线，此处η代表润滑油的粘度(帕.秒)，N是凸部39相对于凹部38旋转的每秒转数(1/秒)，P′是在凹、凸部38、39表面之间的表面压强(帕)，而μ′是在凹、凸部38、39表面之间的摩擦系数。

与图8类似，此图显示离合器30″和一不同类型移动离合器的斯氏曲线。这些斯氏曲线建立在从实验获得的数据基础上，在该实验中摩擦系数是在不同参数情况下测量的。实施该实验的离合器处于下述条件之下：

锥形凹、凸部38、39的平均直径：40(mm)

锥形凹、凸部38、39的长度L1′、L2′(见图17A)：7(mm)

锥形凹、凸部38、39的表面倾斜角：12(度)

锥形凹、凸部38、39的表面的表面粗糙度：0.1至1.0(μm)

凹部38用的材料：铝青铜铸件

凹部39用的材料：烧结的铁基金属

润滑油：发动机油

润滑油粘度η：0.055(帕.秒)

在凸部39和凹部38之间的每秒转数差N：1.7至5.0(1/秒)

在凹、凸部38、39表面之间的表面压强P′：5×10⁶至70×10⁶(帕)

在图20中，该不同类型移动离合器包括凹部38a，该凹部只具有在其表面上形成在其表面上的复数直沟槽38a′。而离合器30″包括凹部38，该凹部具有形成在其表面上的螺旋状沟槽38b和复数的直沟槽38a′。直沟槽38′垂直于螺旋状沟槽38b延伸。

实心星和实线显示该不同类型移动离合器在其开始使用时的斯氏曲线。除了在凹部38表面上没有形成螺旋状沟槽38b外，这种不同类型的离合器与离合器30″相同。空心星和虚线显示该没有螺旋状沟槽的离合器在其使用到这样一种程度以致于凹、凸部38、39表面在大致整个区域内相互接触时的斯氏曲线。实心圆和实线显示离合器30″在其开始使用时的斯氏曲线。而空心圆和虚线显示离合器30″在其使用到这样一种程度以致于凹凸部38、39表面在大致整个区域内相互接触时的斯氏曲线。

对于开始使用的无螺旋状沟槽离合器而言，如实心星和实线所示，在参数(η×N)/P′的宽广范围内摩擦系数保持不变。此时，凹、凸部38、39表面以其整个面积的十分之一相互接触。

在该离合器开始使用时凹、凸部38、39表面的接触面积小，因而表面压强大。这导致参数(η×N)/P′数减小和在凹、凸部38、39之间润滑油膜变薄。因此离合器30的凹、凸部38、39提供摩擦系数μ′大的边界润滑状态。

当没有螺旋状沟槽的离合器使用到这样一种程度以致于凹、凸部38、39表面磨损到其整个面积相互接触时，如空心星和虚线所示，摩擦系数μ′比在该离合器开始使用时小得多。此时，凹、凸部38、39表面在其大致整个面积相互接触。

由于凹、凸部38、39表面的接触面积大，表面压强变小。这导致在凹、凸部38、39之间的润滑油膜变厚。变厚的润滑油膜提供减小的摩擦系数μ′。于是离合器30的凹、凸部38、39从边界润滑状态进入混合润滑状态。

对于开始使用的离合器30″来说，如实心圆和实线所示，在参数(η×N)/P′的宽广范围内摩擦系数保持恒定。此时，凹、凸部38、39表面以其整个面积的十分之一相互接触。

在离合器30″开始使用时凹、凸部38、39表面的接触面积小，因而表面压强大。这导致参数(η×N)/P′数减小和在凹、凸部38、39之间润滑油膜变薄。因此离合器30″的凹、凸部38、39提供摩擦系数μ′大的边界润滑状态。

对于使用到这样一种程度以致于凹、凸部38、39表面磨损到在其整个面积相互接触的离合器30″来说，如空心圆和虚线所示，摩擦系数μ′的保持高值。此时，凹、凸部38、39表面在其大致整个面积处相互接触。

尽管凹、凸部38、39表面在其基本上整个面积处相互接触，润滑油厚度保持较小值。因此不考虑表面压强如何凹、凸部38、39表面保持边界润滑状态。所以，即使在凹、凸部38、39表面的接触面积已改变以减小表面压强时，摩擦系数μ′仍保持高值。

至于图21，该图显示根据本发明的另一变型离合器30。除了螺旋状沟槽38b和复数直沟槽38a′在凸部39而不是在凹部38的表面上形成之外，离合器30与离合器30″完全相同。可以理解，离合器30具有与离合器30″相同的优点。

图22A和图22B描述根据本发明的又一变型移动离合器30B。与相对于图1至图12讨论的移动离合器30的构件相同的离合器30B的构件被标以相同的编号并省略其说明。

离合器30B包括盛有润滑油Ju的外壳24、具有平的表面38B的锥齿轮22b(主动构件)以及具有平的表面39B的离合器拨叉32(从动构件)。锥齿轮22和离合器拨叉32以这样一种方式布置在外壳24中，以使浸在油Ju中。当离合器30B处于接合状态时，表面30B和表面39B相互接合。当处于滑动状态时离合器30B能与离合器30一样使用。当离合器30B处于脱离状态时，表面38B、39B彼此相对并在两者之间形成一个小间隙。离合器30B根据表面38B、39B间的表面压强，由脱离状态转换为滑动状态。从图22A可清楚地看出，离合器30B的锥齿轮22b和离合器拨叉32没有任何锥形部分并分别具有平的表面38B、39B。可以理解，离合器30B与离合器30具有相同的优点。

如图22B所示，表面39B上形成一螺旋状沟槽38Bb和垂直于沟槽38Bb延伸的复数直沟槽38Ba′。每个直沟槽38Ba′从表面38B的中心径向延伸。直沟槽38Ba′以给定的角度分开。

在所描述的多个实施例中，工作机10已被描述为应用于割草机。然而，工作机10可以是例如具有驱动源的步行式的割草机、步行式的搬雪机以及步行式的一、二、三或四轮运输车辆。

在此使用的术语“驱动源”包括电动马达以及发动机14。

无论凹部38或凸部39均可布置成用作主动构件，致使驱动动力从驱动源传送到后轮。

螺旋状沟槽38b、38Bb和直沟槽38a′、38Ba′可做成一定尺寸以便适合上文提及的功能。直沟槽38a′、38Ba′能以不同的角度分开以便适合上文提及的功能。

Claims (3)

1.一种提供第一状态和第二状态的步行式工作机(10)，所述工作机在所述第一状态在高负荷情况下运行，所述工作机在所述第二状态在低负荷情况下运行，所述工作机包括：

(A)一驱动源(14)；

(B)一主动轮(13、13)；以及

(C)一移动离合器(30)，该移动离合器位于所述驱动源和所述主动轮之间；

所述移动离合器包括：

(a)一盛有润滑油(Ju)的外壳(24)；

(b)一具有摩擦表面(38)的主动构件(22b)；以及

(c)一具有摩擦表面(39)的从动构件(32)；

所述主动和从动构件以这样一种方式布置在所述外壳内以便浸在所述润滑油之中；

所述主动和从动构件的所述摩擦表面布置成相互接触以便在两者之间产生一个表面压强(P)；

所述表面压强确定所述移动离合器是否从一所述主动和从动构件的所述摩擦表面不相互接触的关闭状态进入一所述从动构件在所述主动构件上滑动的滑动状态；

所述移动离合器提供一在一座标系统中表示的特性曲线，所述座标系统包括一垂直轴线和一水平轴线，所述垂直轴线表示在所述主动和从动构件的所述摩擦表面之间的摩擦系数(μ)，而所述水平轴线表示一参数，该参数用所述润滑油粘度(η)和所述从动构件相对于所述主动构件每秒旋转次数(N)的乘积除以所述表面压强来获得，所述特性曲线包括一第一直线(C1)和一经过一拐点(Cp)连接到所述第一直线上的第二直线(C2)，所述表面压强这样确定以致于所述拐点与在所述工作机从所述第一状态转换到所述第二状态或者相反时的一转换点相对应。

2.如权利要求1所述的步行式工作机，其特征在于，在所述拐点处的所述参数为5×10^-8。

3.如权利要求1所述的步行式工作机，其特征在于，所述主动构件的所述摩擦表面和所述从动构件的所述摩擦表面至少之一具有在其上形成的一螺旋状沟槽(38b)和复数的直沟槽(38a′)，所述直沟槽垂直于所述螺旋状沟槽延伸。

Images