CN218510039U - 一种复合离合器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种复合离合器，包括离合器鼓与离合器毂，所述的离合器鼓与离合器毂之间沿着致动施压方向依次设置有致动器、第一离合单元、第二离合单元，所述第一离合单元采用滑磨结合的离合装置，所述第二离合单元采用小体积、传递大扭矩的离合装置。利用第一离合单元的滑磨功能和第二离合单元小体积传递大扭矩优势，从而使复合离合器同时具有平顺换挡和体积小的优势，复合离合器适用范围更广，同时具有这两种离合器的其它有益效果。

Description

一种复合离合器

技术领域

本实用新型涉及一种复合离合器，涉及离合器领域。

背景技术

在传统离合器领域，在传递大扭矩场合，无论干式离合器还是多片式湿式离合器一般都将离合器摩擦副尺寸和致动器提供的压力设计得较大，摩擦片数量较多，所以传统传递大扭矩的离合器尺寸都较大，成本高，能耗多；多片湿式离合器摩擦片数量多，摩擦片内外片间总间隙大，分离与结合时间长，相应的换挡时间长，驾乘舒适性差。摩擦片尺寸大、数量多、压力大，换挡产生的磨屑也多，污染润滑油，造成变速器故障多或影响使用寿命，摩擦片尺寸大、数量多分离状态下带排扭矩损失大，能耗高、发热多；随着技术进步，非传统摩擦片式且小体积大扭矩传递的离合器得到应用，如在先公开的申请号为202010174847.7名称为 “活动楔形块换挡机构”的专利所提供的技术，实现了小体积换挡机构传递大扭矩，很好的解决了以上问题，但应用在非制动器场合的离合（离合器鼓和离合器毂均转动），且在高转速、大速比换挡时，换挡过程控制较复杂。

实用新型内容

鉴于现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种复合离合器。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种复合离合器，包括离合器鼓与离合器毂，所述的离合器鼓与离合器毂之间沿着致动施压方向依次设置有致动器、第一离合单元、第二离合单元，所述第一离合单元采用滑磨结合并利用摩擦力传递扭矩的离合装置，所述第二离合单元采用传递大扭矩的离合装置。

优选的，所述第一离合单元为铜基摩擦副或纸基摩擦副。

优选的，所述第二离合单元为活动楔形块换挡机构中的离合装置，其中活动楔形块换挡机构中的壳体为离合器鼓，中间轴为离合器毂，弹性体挡片与第一离合单元相邻。

优选的，所述第二离合单元的离合装置包括支撑片、对偶片、载体片、楔形块、弹性体挡片、定位螺栓、第一弹性体、连杆、第二弹性体和限位块；其中，载体片和弹性体挡片通过外周花键与离合器鼓滑动连接，支撑片与离合器鼓固定连接，对偶片通过内周花键与离合器毂滑动连接，其余构件的设置与活动楔形块换挡机构相同。

优选的，所述第二离合单元为活动楔形块换挡机构中的离合装置，所述第一离合单元为铜基摩擦副，由内片和外片组成，内片和外片交错设置，内片通过内周花键与离合器毂滑动连接，外片通过外周花键与离合器鼓滑动连接，其中一个内片与第二离合单元的弹性体挡片相邻。

优选的，所述铜基摩擦副至少设置一个内片和一个外片。

优选的，所述第一离合单元设置在第二离合单元的弹性体挡片左侧，致动器设置在离合器鼓内第一离合单元左侧，向第一离合单元提供轴向压力，并通过第一离合单元向第二离合单元提供压力。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、利用第一离合单元的滑磨功能和第二离合单元小体积传递大扭矩优势，从而使复合离合器同时具有平顺换挡和体积小的优势，复合离合器适用范围更广，同时具有这两种离合器的其它有益效果。

2、将换挡过程的结合扭矩设计在致动器的轴向推力小于或等于N（弹性体初始状态下弹力）时对应的摩擦扭矩，即T≤T0，则复合离合器刚结合时第二离合单元处于完全结合或准结合状态，第一离合单元不再滑磨，虽然当T>T0（T0：最大换挡过程结合扭矩，T：复合离合器工作过程传递扭矩）后仍会滑磨，但滑磨转动的角度极小，滑磨量可以忽略不计，从而有效避免了在过大压力下摩擦副滑磨造成过度磨损，减少磨屑产生，从而有利改善复合离合器的内部使用环境，有效延长摩擦副的使用寿命。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

附图说明

图1为本实用新型实施例的构造示意图。

图中：

1、离合器鼓；2、离合器毂；3、致动器；4、第一离合单元；5、第二离合单元；

41、内片；42、外片；

51、支撑片；52、对偶片；53、载体片；54、楔形块；55、弹性体挡片；56、定位螺栓；57、第一弹性体；58、连杆；59、第二弹性体；50、限位块。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

如图1所示，本实施例提供了一种复合离合器，包括离合器鼓与离合器毂，所述的离合器鼓与离合器毂之间沿着致动施压方向依次设置有致动器、第一离合单元、第二离合单元，所述第一离合单元采用滑磨结合并利用摩擦力传递扭矩的离合装置，所述第二离合单元采用小体积、传递大扭矩的离合装置。

在本实用新型实施例中，所述第一离合单元为铜基摩擦副或纸基摩擦副。

在本实用新型实施例中，所述第二离合单元为活动楔形块换挡机构中的离合装置，其中活动楔形块换挡机构中的壳体为离合器鼓，中间轴为离合器毂，弹性体挡片与第一离合单元相邻。活动楔形块换挡机构属于现有技术，其申请号为2020101748477。

在本实用新型实施例中，所述第二离合单元的离合装置包括支撑片、对偶片、载体片、楔形块、弹性体挡片、定位螺栓、第一弹性体、连杆、第二弹性体和限位块；其中，载体片和弹性体挡片通过外周花键与离合器鼓滑动连接，支撑片与离合器鼓固定连接，对偶片通过内周花键与离合器毂滑动连接，其余构件的设置与活动楔形块换挡机构相同。

在本实用新型实施例中，所述第二离合单元为活动楔形块换挡机构中的离合装置，所述第一离合单元为铜基摩擦副，由内片和外片组成，内片和外片交错设置，内片通过内周花键与离合器毂滑动连接，外片通过外周花键与离合器鼓滑动连接，其中一个内片与第二离合单元的弹性体挡片相邻。

在本实用新型实施例中，所述弹性体挡片与内片相邻面按第一离合单元外片要求加工，因传递扭矩主要依靠第二离合单元，所以第一离合单元内片和外片数量较少，但至少设置一个内片和一个外片。

在本实用新型实施例中，所述第一离合单元设置在第二离合单元的弹性体挡片左侧，致动器设置在离合器鼓内第一离合单元左侧，向第一离合单元提供轴向压力，并通过第一离合单元向第二离合单元提供压力。

在本实用新型实施例中，所述致动器可以是气压装置、液压装置、电磁装置、螺杆装置或其它能对复合离合器产生向右的轴向推力的装置，优选的是气压活塞装置。

在本实用新型实施例中，设复合离合器设计最大传递扭矩为Tmax，最大换挡过程结合扭矩为T0，楔形块装置传递最大扭矩T20，内片和外片间摩擦系数为u，摩擦面数为n，第一离合单元内外片平均受力半径r，第一弹性体弹力很小，忽略不计，致动器向右推力F（在推动过程逐渐加大，撤离过程逐渐减小），最大推力为Fmax，则第一离合单元最大传递扭矩T1f=u*n*Fmax*r；第二弹性体初始状态下弹力N，第一离合单元在弹力N作用下摩擦扭矩T1n= u*n*N*r，对偶片与载体片及支撑片间在压力N下摩擦扭矩为T2n，第二离合单元在压力Fmax下摩擦扭矩为T2f，第二离合单元传递最大扭矩T2=T20+T2f，则F>N，T0=T1n+T2n，且Tmax=T1f+T2>T0。

在本实用新型实施例中，该复合离合器的工作原理为：

1、初始状态下，致动器处于离合器鼓内最左侧位置，不对第一离合单元施加轴向推力，第一离合单元没有受到轴向压力，处于分离状态，相应地，弹性体挡片没有受到向右的压力，在第二弹性体的作用下，载体片右侧面超过楔形块右侧面，从而第二离合单元也处于分离状态，此时复合离合器处于完全分离状态。

2、在离合器鼓和离合器毂均没有转动的静态情况下，致动器向第一离合单元施加压力后，首先第一离合单元间间隙、第一离合单元与第二离合单元间间隙、第二离合单元载体片与对偶片间间隙、对偶片与支撑片间间隙被消除，接着第一离合单元结合，当致动器对第一离合单元的轴向作用力大于第二弹性体初始状态弹力N0时，第一离合单元推动弹性体挡片压缩第一弹性体和第二弹性体并右移，此时定位螺栓右移，直至右移到设计的最右侧位置，此时，若楔形块对准对偶片上的对偶孔，楔形块阻挡面可以超出载体片右侧面并穿入对偶孔内，第二离合单元结合，复合离合器处于完全结合状态，当楔形块不对准对偶孔时，楔形块被对偶片被非对偶孔部阻挡，右侧斜面不能超出载体片右侧面，则第二离合单元处于准结合状态。

3、所述复合离合器第一离合单元和第二离合单元在推力F作用下，若第二离合单元处于准结合状态，动力从离合器毂输入，当输入扭矩T≤T1f+T2f时，第二离合单元仍处于准结合状态，一部分动力经第一离合单元传递到离合器鼓，另一部分经对偶片通过支撑片和载体片传递到离合器鼓；当输入扭矩T>T1f+T2f时，第一离合单元和第二离合单元滑磨，直到楔形块套入到对偶孔从并被对偶孔阻挡，第二离合单元处于完全结合状态，相应的复合离合器处于完全结合状态。完全结合的复合离合器输入的动力经三个途传递到离合器鼓：第一途径为第一离合单元摩擦扭矩，第二途径对偶片与载体片和支撑片的摩擦扭矩，第三途径为经对偶片、楔形块载体片的压力扭矩。由于此滑磨过程转动的角度有限且从零转速开始转动，滑磨量很小，能量损失可以忽略不计，产生的噪声较小，对相关零件加工无需特殊要求，且通过增加对偶孔数量可以减小此过程滑磨量。

4、在复合离合器完全结合且有动力从离合器毂或离合器鼓输入并转动情况下，逐步减小致动器对第一离合单元的推力，弹性体挡片随着逐步左移，定位螺栓带着楔形块也随着弹性体挡片逐步左移，当F≤N时，楔形块完全从对偶孔中移出，楔形块与对偶片完全分离，复合离合器转为准结合状态（对偶片与载体片和支撑片的摩擦力仍存在），当输入的转矩T≤T0时，复合离合器仍可正常传递扭矩，此后当输入的转矩T>T0,则复合离合器进入滑磨状态，直至第一离合单元和第二离合单元均完全分离，复合离合器完全分离，不传递扭矩。

5、在复合离合器完全分离且有动力从离合器毂或离合器鼓输入情况下，逐步加大致动器对第一离合单元的推力，首先第一离合单元间间隙、第一离合单元与弹性体挡片间间隙、对偶片与支撑片间间隙、对偶片与载体片间间隙在主动端（离合器鼓或离合器毂）转动过程被消除，接着第一离合单元在滑磨过程结合；当致动器的轴向作用力F>N时，弹性体挡片压缩第一弹性体和第二弹性体带动定位螺栓逐步右移，直至移到设计的最右侧位置，此过程，当对偶孔没对准楔形块时，楔形块被对偶片非孔部阻挡，第二离合单元处于准结合状态，当输入的转矩T≤T0时，第二离合单元仍处于准结合状态，当输入的转矩T>T0,第一离合单元和第二离合单元同时滑磨，当楔形块对准对偶孔时，楔形块在第一弹性体的作用下进入对偶孔内，楔形块高低两侧的阻挡面均被对偶孔阻挡，则第二离合单元结合,复合离合器处于完全结合状态，离合器鼓与离合器毂同步转动，动力从复合离合器传递。

具有以下有益效果：

1、利用第一离合单元的滑磨功能和第二离合单元小体积传递大扭矩优势，从而使复合离合器同时具有平顺换挡和体积小的优势，复合离合器适用范围更广，同时具有这两种离合器的其它有益效果。

2、将换挡过程的结合扭矩设计在致动器的轴向推力小于或等于N（弹性体初始状态下弹力）时对应的摩擦扭矩，即T≤T0，则复合离合器刚结合时第二离合单元处于完全结合或准结合状态，第一离合单元不再滑磨，虽然当T>T0（T0：最大换挡过程结合扭矩，T：复合离合器工作过程传递扭矩）后仍会滑磨，但滑磨转动的角度极小，滑磨量可以忽略不计，从而有效避免了在过大压力下摩擦副滑磨造成过度磨损，减少磨屑产生，从而有利改善复合离合器的内部使用环境，有效延长摩擦副的使用寿命。

3、通用性强，通过增加楔形块数量、对偶孔数量、楔形块尺寸、对偶片尺寸之一数据或多个数据就可提高传递的扭矩，而增加这些参数成本增加幅度极小，从而一款复合离合器可以适用多种设备，易于批量生产，降低生产成本。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (7)

1.一种复合离合器，其特征在于：包括离合器鼓与离合器毂，所述的离合器鼓与离合器毂之间沿着致动施压方向依次设置有致动器、第一离合单元、第二离合单元，所述第一离合单元采用滑磨结合并利用摩擦力传递扭矩的离合装置，所述第二离合单元采用传递大扭矩的离合装置。

2.根据权利要求1所述的复合离合器，其特征在于：所述第一离合单元为铜基摩擦副或纸基摩擦副。

3.根据权利要求1所述的复合离合器，其特征在于：所述第二离合单元为活动楔形块换挡机构中的离合装置，其中活动楔形块换挡机构中的壳体为离合器鼓，中间轴为离合器毂，弹性体挡片与第一离合单元相邻。

4.根据权利要求3所述的复合离合器，其特征在于：所述第二离合单元的离合装置包括支撑片、对偶片、载体片、楔形块、弹性体挡片、定位螺栓、第一弹性体、连杆、第二弹性体和限位块；其中，载体片和弹性体挡片通过外周花键与离合器鼓滑动连接，支撑片与离合器鼓固定连接，对偶片通过内周花键与离合器毂滑动连接，其余构件的设置与活动楔形块换挡机构相同。

5.根据权利要求1所述的复合离合器，其特征在于：所述第二离合单元为活动楔形块换挡机构中的离合装置，所述第一离合单元为铜基摩擦副，由内片和外片组成，内片和外片交错设置，内片通过内周花键与离合器毂滑动连接，外片通过外周花键与离合器鼓滑动连接，其中一个内片与第二离合单元的弹性体挡片相邻。

6.根据权利要求5所述的复合离合器，其特征在于：所述铜基摩擦副至少设置一个内片和一个外片。

7.根据权利要求5所述的复合离合器，其特征在于：所述第一离合单元设置在第二离合单元的弹性体挡片左侧，致动器设置在离合器鼓内第一离合单元左侧，向第一离合单元提供轴向压力，并通过第一离合单元向第二离合单元提供压力。

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