CN204533267U - 离合器装置及动力换挡式变速器和机器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及离合器装置及动力换挡式变速器和机器。离合器装置(50)包括：同心配置的主动毂(1)和从动毂(2)；交替地分别与主动毂和从动毂以不能相对旋转的方式连接且布置在主动毂和从动毂之间的离合器片容纳腔中的多个离合器片(3，4)；及在液压流体和弹簧(8)的作用下选择性地朝向或离开所述多个离合器片移动以使得所述多个离合器片彼此接合或分离的活塞(5)。离合器装置还包括设置在活塞上的排放阀(9)，其构造成在活塞被液压流体推向所述多个离合器片时关闭以阻断活塞的外侧与离合器片容纳腔之间的流体连通，而在活塞被弹簧推离所述多个离合器片时打开以使活塞外侧的液压流体流入离合器片容纳腔中。

Description

离合器装置及动力换挡式变速器和机器

技术领域

本实用新型涉及一种离合器装置，更具体地是用在机器(尤其是作业机械)的动力换挡式变速器中的离合器装置。

背景技术

机器(例如作业机械)配备有动力系统(如发动机系统)为机器提供动力，动力系统产生的动力通过传动装置传递以控制机器的运行。诸如装载机之类的作业机械通常采用包括液力变矩器和动力换挡式变速器的液力机械传动装置来实现机器的动力输出。

动力换挡式变速器一般包括多个多片式摩擦离合器，通过用液压力控制各个离合器的接合和分离来实现变速器中不同的动力传递路径，从而控制变速器的换挡和换向。当离合器接合时，充入离合器中的液压流体(例如，液压油)推动离合器的活塞以压紧多个离合器片，而当离合器分离时，液压流体卸压，活塞在弹簧的作用下复位，同时将液压流体经排放阀排出到离合器之外。离合器的各离合器片在接合时因摩擦而生热，若不能对离合器片进行有效的润滑和散热，则会缩短离合器的使用寿命。现有技术的离合器装置在该方面以及能效和成本等其他方面仍存在改进的空间。

本实用新型旨在解决现有技术中存在的上述一个或多个问题。

实用新型内容

一方面，本实用新型提供了一种离合器装置，包括：同心配置的主动毂和从动毂；多个离合器片，所述多个离合器片交替地分别与所述主动毂和从动毂以不能相对旋转的方式连接且布置在所述主动毂和从动毂之间的离合器片容纳腔中；和活塞，所述活塞在液压流体和弹簧的作用下选择性地朝向或离开所述多个离合器片移动以使得所述多个离合器片彼此接合或分离。所述离合器装置还包括设置在所述活塞上的排放阀，所述排放阀构造成在所述活塞被液压流体推向所述多个离合器片时关闭以阻断所述活塞的外侧与所述离合器片容纳腔之间的流体连通，而在所述活塞被所述弹簧推离所述多个离合器片时打开以使所述活塞外侧的液压流体流入所述离合器片容纳腔中。

另一方面，本实用新型提供了一种包括上述离合器装置的动力换挡式变速器。

又一方面，本实用新型提供了一种包括上述离合器装置或上述动力换挡式变速器的机器。

附图说明

图1是根据本实用新型的离合器装置所应用的一种示例性机器的立体图。

图2和3分别是根据本实用新型一实施例的离合器装置在处于接合状态和分离状态时的剖视图。

具体实施方式

图1显示了一种示例性的机器100。机器100可例如为作业机械，如轮式装载机。机器100也可以是执行与特定行业(例如采矿、建筑、农业、运输等)相关的操作并在各种作业环境(例如矿场、建筑工地、农场和道路等)中工作的任何其它类型的机器，例如履带式挖掘机、轮式平地机等。

机器100可包括主机架30、操作人员容纳空间如驾驶室35、和工作机具36。在一个实施例中，工作机具36可以是应用于装载机的铲斗。机器100可包括至少一个与工作机具36操作连接并用来控制工作机具36动作的油缸37。在机器100的下部布置有行走装置40，用来支撑和移动机器100。在一个实施例中，行走装置40包括车轮41。

图1所示的机器100可通过包括液力变矩器和动力换挡式变速器的液力机械传动装置(未示出)将由机器的动力系统输出的动力传递给例如行走装置40。动力换挡式变速器可包括多个在图2和3中示例性地示出的根据本实用新型的离合器装置50。

图2和3所示，离合器装置50包括主动毂1和从动毂2。主动毂1和从动毂2可都呈圆筒状，并且彼此同心地嵌套设置，从而在它们之间形成用于容纳多个离合器片的环形空间(下称“离合器片容纳腔”)。具体而言，在主动毂1上例如通过花键以不能相对于其旋转的方式连接有多个主动离合器片3，在本实施例中主动离合器片3由主动毂1的内周沿径向向内延伸，而在从动毂2上例如通过花键以不能相对于其旋转的方式连接有多个从动离合器片4，在本实施例中从动离合器片4由从动毂2的外周沿径向向外延伸。主动离合器片3与从动离合器片4彼此交替地设置在离合器片容纳腔中，并且它们中的一者或两者可为带有摩擦涂层的摩擦片。

离合器装置50还包括活塞5，其可在液压流体和弹簧的作用下选择性地朝向或离开所述多个离合器片3、4移动以使得所述多个离合器片彼此接合或分离。具体地，活塞5的一侧(图中的右侧)承受液压流体的推力，而另一侧(图中的左侧)的一部分(图中的内周缘部)例如经由弹簧座7承受弹簧8(例如螺旋弹簧)向右施加的推力。在被液压流体向左推时，活塞5能够克服弹簧8的推力而移动，直至其左侧的另一部分(图中的外周缘部)与所述多个离合器片3、4中的最右侧离合器片接触并进而将所述多个离合器片压紧成彼此接合。在本文中，活塞5的承受液压流体推力并与离合器片容纳腔对置的一侧(图中的右侧)称为活塞的外侧，而相反的另一侧称为活塞的内侧。当活塞5外侧的液压流体卸压时，活塞5在弹簧8的作用下复位，使得所述多个离合器片3、4不再被活塞5压靠而彼此分离。离合器装置50的上述一般结构和操作是本领域公知的，在此不对其各种细节做过多描述。在本实用新型中，活塞5可由铝或适当的铝合金制成。

离合器装置50还包括设置在活塞5上的排放阀9，排放阀9构造成在活塞5被液压流体推向所述多个离合器片3、4时关闭以阻断活塞5的外侧与离合器片容纳腔之间的流体连通，而在活塞5被弹簧8推离所述多个离合器片3、4时打开以使活塞5外侧的液压流体流入离合器片容纳腔中。排放阀9可例如包括锥形通道10和设置在锥形通道10内的挡球11，挡球11的直径在锥形通道的最大直径和最小直径之间，并且锥形通道10的大径端(图中的右端)朝向活塞5的外侧。另外，锥形通道10的两侧还可与截面恒定不变的其它直的通道相连。应指出，排放阀9不限于上述包括锥形通道和挡球的构型，而是包括能实现上述关闭和打开功能的任意适当构型。

为了便于利用离合器装置50进行动力传递，离合器装置50还可包括与主动毂1和从动毂2同心配置的输入齿轮12、输出齿轮13和齿轮轴14。输入齿轮12和输出齿轮13分别与主动毂1和从动毂2固连，并且分别以不能相对旋转和能相对旋转的方式安装在齿轮轴14上。在所示的实施例中，为了简化结构，输入齿轮12与齿轮轴14用同种材料一体形成，而输出齿轮13与从动毂2用同种材料一体形成。主动毂1可在其右端例如通过焊接与输入齿轮12连接成一体。输出齿轮13可经由滑动轴承15安装在齿轮轴14上。从图2和3中可以看到，除了输入齿轮12和输出齿轮13以外，主动毂1、从动毂2、活塞5、弹簧座7、弹簧8等都套装在齿轮轴1上，绕旋转轴线A共轴或同心地配置。其中，活塞5配置在输入齿轮12和离合器片容纳腔之间，并且在活塞5与主动毂1和齿轮轴14之间可设置有密封圈20、21以确保液压流体不会在活塞5的外侧和内侧之间渗漏。在齿轮轴14上还可设置有除输入齿轮12和输出齿轮13之外的其它齿轮，以进行不涉及离合器装置50的其它路径的动力传递。

在齿轮轴14中可设置有为活塞5供给液压流体的通道16和为离合器装置50的各部分供给润滑油的通道18。液压流体经通道16向右、再沿径向充入活塞5和输入齿轮12之间的空间17内，而润滑油经通道18向右、再沿径向流入容纳弹簧8的空间，然后经由从动毂2上所开的孔口19流入离合器片容纳腔中以对离合器片进行润滑和散热。离合器片容纳腔中的润滑油可在离合器装置50旋转时在离心力的作用下经由主动毂1上所开的孔口(未示出)甩出到变速器壳体中。

工业实用性

当机器工作并且进行换挡或换向时，操作员控制液压流体对变速器中各离合器装置的充填或卸放，以实现相应离合器装置的接合或分离。

具体而言，当使离合器装置50接合时，如图2所示，液压流体经齿轮轴14中的通道16供给到活塞5和输入齿轮12之间的空间17内，同时也进入排放阀9中，将挡球11压向锥形通道10的小径端，从而阻塞住锥形通道10，由此排放阀9关闭。这使得进入空间17的液压流体的压力能不断升高，从而推动活塞5克服弹簧8的作用力左移，直至将各离合器片3、4压紧成彼此接合。由此，经输入齿轮12输入的旋转动力经由主动毂1和彼此接合的离合器片传递至从动毂2和输出齿轮13，使得输入齿轮12、离合器装置50和输出齿轮13成一体地旋转。

当使离合器装置50分离时，经由通道16供给的液压流体卸压，使得活塞5在弹簧8的推力下右移而复位，由此各离合器片彼此分离，使得从输入齿轮12向输出齿轮13的动力传递中断。同时，排放阀9中的液压流体也因卸压而不再推压挡球11，于是挡球11在离合器装置50的旋转离心力的作用下沿着锥形通道10滚出，如图3所示，从而不再阻塞锥形通道10，亦即使得排放阀9打开。由此，在活塞5复位的过程中，活塞5外侧的液压流体能经由排放阀9排入离合器片容纳腔中，从而也对离合器片起到润滑和散热的作用。

在现有的离合器装置中，排放阀并非设置在活塞5上，而是例如设置在输入齿轮12中。这样，在活塞5复位而使离合器装置分离时，活塞外侧的液压流体经由排放阀直接排出到外部的变速器壳体中，没有得到有效利用。根据本实用新型，排放阀9设置在活塞5上，并且在活塞5复位时打开而允许活塞外侧的液压流体流入离合器片容纳腔中，从而提高对离合器片的冷却作用，充分降低离合器片的温度，并改善对离合器片的润滑效果，由此能延长离合器的使用寿命。另外，由于原本被直接排出到离合器装置之外的液压流体被再次有效地利用，也提高了离合器装置的能效。

根据本实用新型的上述实施例，输出齿轮13经由滑动轴承15安装在齿轮轴14上，与现有技术中采用的深沟球轴承相比，这能够降低成本，并提高轴承的径向承载力。

根据本实用新型的上述实施例，活塞5由铝制成，与现有技术中采用铸铁来制造活塞相比，这能够减轻活塞的重量，从而减小活塞在运动时的惯性，进而减小液压流体推动活塞和弹簧8使活塞复位所施加的力，节省了能量消耗，也使得能选用更小、更便宜的复位弹簧。

根据本实用新型的离合器装置可应用于各种机器、尤其是作业机械(如轮式装载机)的动力换挡式变速器中，但不限于此，显然它也适用于采用以液压力来控制接合和分离的多片式摩擦离合器的各种其它场合。

显然，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型的范围或精神的情况下，可对上文所公开的实施例作出各种修改和变型。根据本说明书所公开的对本实用新型的实践，本实用新型的其它实施例对于本领域技术人员而言是显而易见的。本说明书及其公开的示例应被认为只是例示性的，本实用新型的真正范围由所附权利要求及其等同物指定。

Claims (9)

1.一种离合器装置(50)，包括：

同心配置的主动毂(1)和从动毂(2)；

多个离合器片(3，4)，所述多个离合器片交替地分别与所述主动毂(1)和从动毂(2)以不能相对旋转的方式连接且布置在所述主动毂和从动毂之间的离合器片容纳腔中；和

活塞(5)，所述活塞在液压流体和弹簧(8)的作用下选择性地朝向或离开所述多个离合器片(3，4)移动以使得所述多个离合器片彼此接合或分离，

所述离合器装置(50)的特征在于还包括：

设置在所述活塞(5)上的排放阀(9)，所述排放阀构造成在所述活塞(5)被液压流体推向所述多个离合器片(3，4)时关闭以阻断所述活塞的外侧与所述离合器片容纳腔之间的流体连通，而在所述活塞(5)被所述弹簧(8)推离所述多个离合器片(3，4)时打开以使所述活塞外侧的液压流体流入所述离合器片容纳腔中。

2.根据权利要求1所述的离合器装置(50)，其特征在于，还包括与所述主动毂(1)和从动毂(2)同心配置的输入齿轮(12)、输出齿轮(13)和齿轮轴(14)，所述输入齿轮(12)和输出齿轮(13)分别与所述主动毂(1)和从动毂(2)固连，并且分别以不能相对旋转和能相对旋转的方式安装在所述齿轮轴(14)上。

3.根据权利要求2所述的离合器装置(50)，其特征在于，所述输出齿轮(13)经由滑动轴承(15)安装在所述齿轮轴(14)上。

4.根据权利要求2所述的离合器装置(50)，其特征在于，所述输入齿轮(12)与主动毂(1)焊接成一体。

5.根据权利要求2所述的离合器装置(50)，其特征在于，所述活塞(5)配置在所述输入齿轮(12)和所述离合器片容纳腔之间。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的离合器装置(50)，其特征在于，所述活塞(5)由铝制成。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的离合器装置(50)，其特征在于，所述排放阀(9)包括锥形通道(10)和设置在所述锥形通道内的挡球(11)，所述挡球的直径在所述锥形通道的最大直径和最小直径之间，所述锥形通道的大径端朝向所述活塞(5)的外侧。

8.一种动力换挡式变速器，其特征在于包括根据权利要求1至7中任一项所述的离合器装置(50)。

9.一种机器(100)，其特征在于包括根据权利要求1至7中任一项所述的离合器装置(50)或根据权利要求8所述的动力换挡式变速器。