CN1646365A - 可调整的动力传动装置离合器以及船用传动装置 - Google Patents

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Abstract

一种传动装置壳体(H)，其中带有可调整的动力传动装置，该传动装置包括离合器(C)，该离合器具有交错的离合器盘片和轴向延伸穿过离合器的中央动力传动轴(11)。该离合器包括一个流体操作的可动活塞(9)，该活塞用于通过所述离合器盘片的压缩来实现离合器的操作。该活塞具有小活塞面积部分(35)和大活塞面积部分(37)，该小活塞面积部分使得可变的流体压力的流体引导其上，因而离合器是可调整的，大活塞面积部分适于使得流体引导其上，以实现离合器的最大和不可调整的接合。弹簧加载的常闭起动阀(SV)控制流体流到大活塞面积部分以便响应在小活塞面积部分预定值以上的流体压力。该起动阀安装在该传动装置壳体的外侧并且很容易接近以便例如进行调节。该起动阀是常闭的，因此压力流体在可变的流体压力下被引导到小活塞面积部分，由此离合器是可调整的。当该阀被预定值以上的流体压力打开时，阀允许流体流到大活塞面积部分，对于离合器的全部容量来说，实现离合器最大和不可调整的接合。

Description

可调整的动力传动装置离合器以及船用传动装置
技术领域
本发明总体涉及可调整的动力传动离合器，尤其涉及通过流体作用的弹簧释放活塞操作离合器摩擦片来实现离合器调整的离合器，所述离合器摩擦片设置在旋转驱动件和旋转从动件之间。
背景技术
下面的美国专利和美国专利申请已经转让给本申请的受让人。
1984年5月29日授予Arnold的美国专利No.4,451,238披露一种多片式离合器传动装置，该传动装置带有前后轴和位于这些轴之间的齿轮系，并且说明在控制操纵过程中时有发生的对于推进系统的损坏性震动。
1984年7月17日授予Black的美国专利No.4,459,873披露一种船用推进系统，并且说明一种制动装置，其接合以锚固行星齿轮系统的一部分进而在前进方向上驱动所述推进器，且该制动装置在扭矩变换器反向驱动推进器轴时脱离接合。该专利讨论了现有技术的传动装置，该装置不总是令人满意的，这是由于在它需要反向操作以便变换船只的方向时，前进驱动离合器的振动失效。
1989年6月6日授予Pelligrino的美国专利No.4,836,809披露一种海运船只的推进系统，该系统具有前进和后退离合器，每个离合器都可以完全接合，完全脱离接合，并且被调整。
1980年2月5日授予Schneider和Pelligrino的美国专利No.4,186,829披露一种可调整的动力传动离合器。该专利披露一种弹簧偏压式起动阀，其位于中央传动轴的径向外侧，离合器安装在所述传动轴上并且位于活塞壳体内。
由本发明的发明人申请的序列号为09/765,117的美国专利申请披露一种本类型的传动装置，但其中起动阀或顺序阀位于传动装置的中央动力轴上。
发明内容
本发明提供一种可调整的动力传动离合器，以及一种用于可变速度控制的船用传动系统，该系统具有双面离合器活塞。离合器容量随着离合器的独立流体接触面积而变化，一个面积小于另一个面积。该船用传动离合器利用一个实现可变的推进器速度的有选择的操作控制通过小活塞面积部分来调整。通过控制一个比例阀，压力流体被供应到所述小面积部分。离合器的调整提供了增强的泊船控制和船只定位。在活塞源区处预定的压力水平下，一个弹簧偏压的起动阀允许流到活塞大面积部分的压力流体，因此离合器可以达到离合器的全部容量。该系统提供了从发动机速度可以略有增加的离合器调整操作到离合器完全接合的无缝转换。
本发明的双面离合器提供了从初始泊船模式开始的平稳转换，并且提供了准确且快速的用于在泊船过程中操纵的向后和向前变化。
更特别地是，本发明的阀位于传动装置的壳体上并且在壳体的外部以便易于接近阀对其进行调节和维护。
本发明这些目的和优点以及其它目的和优点将随着以下披露而显现出来。
附图说明
图1是利用本发明的海运船只的侧视图；
图2是经过本发明的传动装置壳体的纵剖面图，其中示出了前进和后退离合器，后退离合器从其常规位置绕着输入轴旋转并且在图中为了清楚起见将其示出在与前进离合器同一平面内；
图3是横向剖示意图，其以缩小的比例示出了图2中所示的两个离合器与输出轴的通常的相对位置；
图4是经过图2中所示的前进离合器F的放大的局部纵向剖视图，其中示出了控制区域和用来向起动阀提供液压的电磁控制阀；
图5是与图4的一部分类似的视图，但是以稍大的比例示出了起动阀的放大横剖面以及离合器完全接合的位置；
图6是与图5类似的视图，但示出的是在离合器空档位置时的起动阀；以及
图7是离合器特性曲线图，其中示出了控制杆度数位置与发动机转速，离合器转速以及发动机/离合器转速之间的关系。
具体实施方式
图1是利用本发明的海运船只的侧视图，该船包括发动机E，传动装置壳体H连接到该发动机上，带有推进器P的推进器轴3以已知的方式从传动装置壳体的端部延伸。
在图1和4中示出了手动操作控制舵柄Q，舵柄继而连接到图4中所示的电磁阀S上，该电磁阀以已知的方式从传统的动力源例如泵74传送压力流体，并且经过压力管线15输送到两个起动阀之一或者顺序阀SV处(这些起动阀或者顺序阀SV在图2，4，5，6中示出)。如图2所示，利用本发明的传动装置包括前进离合器F和换向离合器R，它们分别通过齿轮10和13啮合在一起。这些齿轮10和13也与大的输出齿轮15(图3)常啮合，所述输出齿轮被固定到输出轴3上并以已知的方式驱动推进器P。
这些离合器的轴用附图所示的适当的滚动轴承支撑，并且以已知的方式依次安装在传动装置壳体H中。
图2中示出了顺序阀SV，通常称其为起动阀，一个这样的阀与前进离合器F相关，另一个类似的阀SV与换向离合器R相关。图5和6中示出了阀SV的放大剖视图，图5示出了离合器在完全接合位置时的阀且图6示出了在空档位置时的阀。
参见图4，压力流体经管线15被输送到连通顺序阀SV下端部的壳体通道17，如图4，5，6中清楚所示。
可以看出阀SV是以螺纹20螺旋安装在壳体H中的，这样其可以容易地固定到壳体上和自壳体H外部从壳体上拆除。
阀SV的阀芯30，如图5所示，由来自离合器的小面积部分35的压力充分升起，以便允许流体压力流经开口31并到达壳体中的通道32。压力流体也被允许从供给通道15流到前面提及的通道17。通道17中总是存在流体压力，该通道经离合器轴11中的枪钻孔33(图3和5)连通，在该离合器轴部处通道33的延伸部分33A与离合器的小活塞面积部分相连通。这样，当顺序阀SV允许压力流体流经通道31和32时，流体也被允许流经通道33A并到达小活塞面积部分35。
在该位置时，大活塞面积部分37和小活塞面积部分35均是受压的，并且离合器位于完全接合的位置。
小活塞的面积与大活塞的面积之比最好是1∶4。
换句话说，当阀SV在图5所示的位置(阀芯升起)时，因为流体压力同时作用到小活塞面积部分35和大活塞面积部分37，所以离合器在完全接合位置。当在小活塞面积部分35的压力足够使得活塞9(向左)移动克服离合器复位弹簧40的作用时，离合器会处于完全接合位置。这增加了小活塞面积部分35处的压力，从而使阀芯30底部的压力将阀芯30升起，因此打开了阀体下部的通道50，且进而允许液体压力流经通道31，该轴中的通道32和32A并到达大活塞面积部分37。在大活塞面积部分增大的压力使整个活塞9如图5中所示向左移动到离合器完全接合位置。
这样，阀SV顺次作用，以便在小面积活塞上的压力足够升起阀SV时允许流体压力流到大面积活塞部分，并因而打开到大活塞面积部分37的通道。
在图5和6中可以看到，阀芯30被弹簧60向下弹性加载。反过来说，弹簧60的压力由阀体62中的螺纹件61调节。在阀的上端部分提供围绕着调节件61的锁紧螺母63，该调节螺母63可以快速且方便地调节阀SV。排液通道69(图4)从阀体开始延伸，以便在必要时允许压力流体注入排液管路68。
通过在传动装置的壳体H的外部安装顺序阀SV，方便地进行定位以便在需要修理时快速且方便地调节、安装和拆卸。
如图示意3所示，齿轮10，13和15一直啮合。换向离合器R用来改变输出方向。
参见图4中的控制系统的示意图，利用控制杆L通过电子控制器EC选择操作前进离合器和后退离合器。当杆L向右移动时，其使得前进离合器动作。反之，当杆L向左移动时，其使得换向离合器动作。可以看到在前进或后退状态下所述杆有一个回转位置。当所述杆从空档位置向回转位置移动时，离合器以回转模式运行。接着所述杆进一步运动使发动机转速增加。
如图4和7所示，当所述杆到达40°刻度时，杆的连续运动如图所示增加发动机/离合器转速。它还如图右侧所示增加离合器压力。为前进离合器F提供一个比例阀70，为换向离合器R提供一个比例阀72。比例阀70和72相似，它们将压力流体从流体源73汲出并将其分别引导到离合器F或离合器R。压力流体还被引导到一个主调节器75(图4)和用已知的方式来润滑离合器驱动盘和轴承的润滑通道70。
通常，电子控制器(EC)是以微处理器为基础的，并且传送一个脉宽调制(PWM)信号以控制每个离合器的比例阀70和72。传送到所述阀的PMW信号的电平与杆L的位置直接相关。通过利用离合器的小面积部分35，可以获得更宽的压力差值以调整离合器。这样电子控制器(EC)可被编程，使发动机速度与离合器同步所选定的推进器马力相匹配。
摘要重述
本发明提供一种用于变速控制的船用变速系统，该系统包括一个电子控制系统和双面离合器活塞。离合器的容量随着离合器各流体接触面积的不同而变化，一个面积小于另一个面积。该船用变速离合器利用有选择的操作控制通过活塞的小面积进行调整，进而产生可变的推进速度。流体经由比例阀的控制被供应到小面积部分。调整使得泊船控制和船只定位得到加强。在预定的水平上，偏压起动阀的弹簧以便控制流到活塞大面积部分的流体，从而实现离合器的全部容量。
离合器的初始操作或调整被例如用于海运船只泊船和船只定位。向比例阀70或72供应流体的流体泵74(图4)提供流体压力。图4所示的舵柄内的杆L操作阀，该杆可以从空档位置移动到制动位置，然后移动到前进位置。类似地，当流体被引导到另一个用来反向操作传动装置的比例阀72时，该舵柄分可以转到相反的方向使传动装置换向。在任何方向上，压力流体都首先作用到小活塞面积部分35，并且在达到一定的压力值后，克服了弹簧40的压力，活塞被打开，并允许压力流体流到大活塞面积部分37。该结构用来进行变速控制且离合器容量随着离合器的独立的流体面积部分而变化，一个面积小于另一个面积。该变速离合器利用有选择的操作控制经活塞的小面积部分允许可变的输出速度。
离合器的调整提供了泊船控制和船只定位。在预定的压力水平上，偏压起动阀或顺序阀的弹簧控制流到活塞大面积部分的流体，从而使其实现离合器的全部容量。该系统提供了从调整到完全接合的无缝转换。在调整过程中，发动机速度可以略有增加。在调整之后发动机节气门被控制。

Claims (4)

1.一种传动装置壳体，可调整的动力传动装置离合器安装在该壳体中，并包括交错的离合器盘片，该离合器具有轴向延伸穿过该离合器的中心动力传动轴，该离合器安装在该轴上，该离合器包括流体操作的可动活塞，该活塞用来通过所述离合器盘片的压缩来实现离合器的操作，该活塞具有大、小活塞面积部分，在可变的流体压力下小活塞面积部分适于使得流体引导其上，由此调整离合器，大活塞面积部分适于使得流体引导其上，以实现离合器的最大和不可调整的接合；
弹簧加载的常闭顺序阀被安装在该传动装置壳体的外部，并且可以从外部接近；
所述顺序阀用于控制流到所述大活塞面积部分的流体以便响应所述小活塞面积部分处的预定量以上的流体压力，所述阀是常闭的，由此在可变流体压力下压力流体被引导到小活塞面积部分，因此该离合器是可调整的，并且当所述阀被预定量以上的流体压力打开时，允许流体流到所述大活塞面积部分，对于离合器的全部容量来说，实现所述离合器最大和不可调整的接合。
2.一种动力传动装置壳体，一船用传动装置位于该壳体内，且该传动装置用于带有推进器的船只的可变速度控制，所述推进器在泊船过程中在前后方向上都能够提供可调整的低速，以提供加强的泊船控制和船只定位；
所述传动装置提供从其中速度可以略有增加的调整过程到离合器完全接合的无缝转换，并且提供用于驱动所述推进器的容量；
所述传动装置包括带有交错的离合器盘片的可调整的动力传动离合器，该离合器包括，轴向延伸中央穿过该离合器的动力传动轴，该离合器安装在该轴上，该离合器包括流体操作的可动活塞，该活塞用来通过所述离合器盘片的压缩来实现离合器的操作，该活塞具有两个面积不同的独立的流体施加活塞面，在可变流体压力下所述活塞面中较小的一个适于使得流体引导其上，从而使离合器为了泊船而被调整，所述活塞的另一个大面积部分适于使得流体引导其上，对于所述推进器所得的离合器全部容量来说，实现离合器最大和不可调整的接合；以及
顺序阀用于控制流体流到所述大活塞面积部分以便响应在所述小活塞面积部分的流体压力，该顺序阀被安装在所述传动装置壳体上并且位于该壳体的外部，该阀被弹簧加载到常闭位置，其中压力流体以变化的流体压力被引导到所述小活塞面积部分，因此可以调整所述离合器，并且当所述阀装置被打开时，其允许流体流到所述活塞的另一个大面积部分，对于所述推进器所得的离合器的全部容量来说，实现所述离合器最大和不可调整的接合。
3.一种动力传动装置壳体，动力传动装置位于该壳体中且该装置包括前进可调动力传动离合器和后退可调动力传动离合器，所述前进离合器与原动机相连，接收动力，并且与被驱动的负载相连，传递动力，
所述后退离合器与所述前进离合器驱动连接，并且可与被驱动的负载接合，以便反向驱动负载，
所述前进和后退离合器分别包括离合器盘片，动力传动轴在离合器轴向中心延伸，所述离合器均包括流体操作的可动活塞，该活塞用来通过所述离合器盘片的压缩来实现离合器的操作，该活塞具有两个面积不同的独立的流体施加活塞面，在可变流体压力下所述活塞面中较小的一个适于使得流体引导其上，从而调整离合器，所述活塞的另一个大面积部分适于使得流体引导其上，以实现所述离合器最大和不可调整的接合；以及
顺序阀装置用于控制流体流到另一个大活塞面积部分以便响应在所述小活塞面积部分处的预定量以上的流体压力，该顺序阀装置被安装在所述传动装置壳体的外部并且可以从外部接近，该阀被弹簧加载到常闭位置，其中压力流体以变化的流体压力被引导到所述小活塞面积部分，因此可以调整所述离合器，并且当所述阀装置被打开时，其允许流体流到所述大活塞面积部分，对于离合器的全部容量来说，实现离合器最大和不可调整的接合。
4.一种动力传动装置壳体，船用传动装置位于该壳体内，且该传动装置用于带有推进器的船只的可变速度控制，所述推进器在泊船过程中在前后方向上都能够提供可调整的较低速度，以提供加强的泊船控制和船只定位；
所述传动装置提供从其中速度可以略有增加的调整过程到离合器完全接合的无缝转换，并且提供用于驱动所述推进器的容量；
该传动装置包括前进可调动力传动离合器和后退可调动力传动离合器，所述前进离合器与原动机相连，接收动力，并且与被驱动的负载相连，传递动力，
所述后退离合器与所述前进离合器驱动连接，并且可与被驱动的负载接合，以便反向驱动负载，
所述前进和后退离合器分别包括离合器盘片，动力传动轴在离合器轴向中心延伸，所述离合器均包括流体操作的可动活塞，该活塞用来通过所述离合器盘片的压缩来实现离合器的操作，该活塞具有两个面积不同的单独的流体施加活塞面，在可变流体压力下所述活塞面中较小的一个适于使得流体引导其上，从而离合器可为了泊船而被调整，所述活塞的另一个大面积部分适于使得流体引导其上，以实现离合器的最大和不可调整的接合以驱动所述推进器；以及
对于所述前进和后退离合器中的每个离合器来说，
起动阀用于控制流体流到活塞的另一个大面积部分以便响应在所述小活塞面积部分处的预定量以上的流体压力，压力流体通道位于所述轴中并用来将压力流体导通到小面积部分和大活塞面积部分，所述起动阀位于所述传动装置壳体的外部并且可以从该壳体的外部方便地接近，该起动阀被弹簧加载到常闭位置，其中压力流体以变化的流体压力被引导到所述小活塞面积部分，因此可以调整所述离合器，但所述起动阀被关闭时，其阻止在预定压力以下的流体流到所述大面积部分，且当所述起动阀被打开时，其允许在预定压力以上的流体流到所述大活塞面积部分，对于离合器的全部容量来说，实现离合器最大和不可调整的接合，以及
用于所述传动装置的电子控制回路包括压力流体源、与该流体源相连以便将压力流体传送到所述后退离合器的比例阀，所述流体源连接到用于传送压力流体到所述前进离合器的另一个比例阀，
所述回路还包括控制杆，其与所述两个比例阀可操作地连接，以便有选择地操作比例阀，实现所述船只的前进或后退操作。
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