SU1032243A1 - Гидравлическа фрикционна муфта - Google Patents

Abstract

1. ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ ФРИКЦИОННАЯ МУФТА, содервкаща  Kopinyc, вал с отве{м::тн ми дл  подвода жидкости, псщпру шненный пакет фрикционных дисков, расположенный упорным диском и поршнем сб сквозными осевыми отверсти ми, при этом ведущие диски пакета св заны со ступицей/ « а ведомые - с корпусом о т л и - . ч а ю щ а   с   тем, что, с целью пЬвыиени  надежности, на периферии торца порцн , обращенного к пакету ФР1ГКЦИОННЫХ дисков, вошолнены ради-, а ль ные ка1нав ки, в ведущем ф Я1кц11он ном диске прил гающем к поршню, . выполнены сквозные осешле ответети , расположённые на одной окружности со СКВ 03 ными осевыми отверсти ми в поршне, пр чем длина радшаЛьных канавок.в поршне больше рас- сто ни  от на ружного диаметра- фрикционного диска до окружности, на которой расположены его сквозные осевые отверсти , по.меныаей мере, наполовину диаметра этого отверсти , а рассто ние в окружысж направлении между радиальными канавками и сквозными осевьвш отверсти ми выполнено больше диаметра сквозного осевого отверсти  на диске 1 ti t г « - СдЭ tN9 to 4 СО

Description

2. Муфта по П.1, отличаю-, щ а   с   тем, что в поршне-над . прилегающим к поршню фрикционньдм

диском выполнены радиальные сливные отверсти , а в подвод щем отверстии вала установлен дроссель.

Изобретение относитс  к машиностроению , в частности к транспортной технике, и может быть использовано в коробках передач транспортных , средств с переключением ступеней посредством многодисковых фрикционных муфт с гидравлическим управлением .

Основными Т15ебовани ми к многодисковым муфтам коробок передач  вл ютс  плавное вк дачение и четкое выключение во всем диапазоне рабочих скоростей вращени . Однако в крупногабаритных муфтах транспортных средств выключение затрудн етс  тем что при вращении гидроцилиндра в за;Полн ющей его жидкости развиваетс  значительное давление от центробежных сил. Усилие на поршше гидроцилиндра , создаваемое центробежным давлением , может достигать нескольких сот килограммов и даже тонн. Дл  отключени  муфты необходимо усилие возвратных пружин поршн , превынающее указанную величину. Однако при включении такой муфты непроизводиЕельно затрачиваетс  значительна  дол  статического давлени  жидкости в гидроцилиндрё на сжатие поршнем возвратных пружин, а размещение нужного количества пружин .зачастую конструктивно неосуществимо. В св зи с этим в большинстве крупногабаритных и высокоскоростных муфт принимаютс  различные меры дл  разгрузки поршн  от центробежных сил жидкости при выключении.

Известна гидравлическа  фрикционна  муфта, содержаща  корпус, в котором между поршнем и пакетом фрикционных дисков установлен нажимной диск с тарельчатыми возвратными пружинами , а в поршне помещены золотиики с прорез ми, упирающиес  в нажимной диск. Взаимодействием поршн , нажимного диска и золотников обеспечиваетс  плавное включение и четкое отключение гидроцилиндра {. 1 .

Однако данна  конструкци  сложна и нетехнологична.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению  вл етс  фрикционна  гидравлическа  муфта, содержаща  корпу с трехкамерныМ поршневым гидроци-линдром , ступицу, упорный диск, па кет фрикционных дисков, возвратные пружины и подпружиненные толкатели.

а в поршне выполнены осевые отверсти , при этом пакет фрикционных дис-. ков расположен между поршнем и упорным диском, причем осевые отверсти 

в поршне перекрываютс  прилегающим к последнему фрикционным диском 2 Существенным недостатком данной муфты  вл етс  сложность ее конструкции , обусловленна  наличием трех камер гидроцилиндра, в том числе камеры выключени . Наличие последней вызвано тем, что пориень практически не разгружен от центробежного давлени  и дл  его отрыва от прилегающего

5 диска недостаточно усили  возвратных пружин. Дл  подачи давлени  в камеру выключени  необходим дополнительный канал в валу, что крайне нежелательно.

Другим недостатком  вл етс  то,

0 чхо при зависании диска, прилегающего к поршню, и запаздывании отК ЕЖ1Ти  отверстий, в муфту не поступает воздух при включении, а при выключении не происходит вообще или

5 происходит со значительным опозданием опорожнение гидроцилиндра.

В обоих случа х нормальна  работа муфты нарушаетс  и создаютс  предпосылки . выхода ее из стро . Надежность муфты снижаетс  также ввиду то го, что в трехкамерном гидроцилиндре возрастает число уплотнений.

Дл  обеспечени  выключени  рассматриваемой муфты возвратные пружис ны должны, несмотр  на наличие камеры выключени , иметь достаточно большое усилие.

Цель изобретени  - повышение надежности устройства.

Поставленна  цель достигаетс 

0 тем, что в гидравлической фрикционной муфте, содержащей корпус, вал с отверсти ми дл  подвода жидкости, подпружиненный пакет фрикционных дисков , расположенный между упорным диском и поршнем со сквозными осевыми отверсти ми, при этом ведущие диски Пакета св заны со ступицей, а ведомые с корпусом, на периферии торца порин ,обращенного -к пакету фрикцион0 иых дисков, вь1полнены радиальные канавки , в ведущем фрикционном диске, прилегающем к поршню, выполнены сквозные осевые отверсти , расположенные на одной окружности со сквозными осевыми отверсти ми в поршне.

причем длина радиальных канавок

в поршне больше рассто ни  от наружного диаметра фрикционного диска до окружности, на которой расположены его сквозные осевые отверсти , по меньшей мере, наполовину диаметра этого отверстий/ а рассто ние в ок .ружном направлении между радиальными канавками и сквозными осевь ш отверсти ми больше диаметра сквозного осевого отверсти  на диске.

Кроме того, в поршне над прилегаю щим. к-пориню фрикционным диском выполнены радиальные сливные отверсти , а в подвод щем отверстии-вала установлен дроссель.

На фиг.1 изображена фрикционна  муфта, продольный разрез, на фиг.;2 поршень гидроцилиндра, йид сбоку; на фиг. 3 - фрикционный диск, св занный со ступицей муфты, вид сбоку; на фиг.4 - графики, иллюстрирующие процесс включени  муфты.

Фрикционна  гидравлическа  муфта содержит корпус 1 с цилиндрической полостью 2, служащей гидроцилиндром , в которсэм помещен пог иень 3 со шлицевым венцом 4, упорный диск 5, закрепленный на корпусе 1, пакет ведущих 6 и ведомых 7 фрикционных дисков , ишицевую ступицу 8, св занную с шестерней 9, установленной посредством подшипников 10 на валу 11 коробки передач транспортного средства Корпус 1 св зан шлицс1ми 12 непосредственно с валом 11, в котором выполнено отверстие 13 дл  подачи рабо- чей жидкости в полость 2. В муфте установлены |1илиндрические возвратные пружины 14, опирающиес  на поршень 3 и опору 15, св занную с валом 11. .

Ведущие диски 6 св заны со ступицей 8, а ведомые диски 7 - с венцом 4. Поршень 3 также св зан с венцом 4 шлицами 16.

В поршне 3 имеютс , по крайней мере,два сквозных осевых отверсти  1 расположенные вблизи его наружного посадочного диаметра, а на торце, порн , прилегающем к дискам - радиальные канавки 18 (фиг. 2), отк1«лтые к указанному посадочному диаметру.

В ведущем диске б, св занном со ступицей 8 и прилегающем к поршню 3, параллельно оси выполнены отверсти  19, расположенные на одном диаметре с осевыми отверсти ми 17 в поЕ ане 3 и выполненные также сквозными, как и осевые отверсти  17 (В случае, если на диске 6 имеютс  смазочные канавки 20, отверсти  19 расположены , вне канавок, как показано на фиг. ЗЛ .Число и размеры отверстий 19, а также число и размеры радиальных канаво 18 выбираютс  определенным образом . Радиальные канавки 18 могут иметь различную форму, например, про резатьс  в торце поршн . 3 на проход,

При этом достаточно, чтобы их нижн   кромка располагалась на меньшем радиусе, чем отверсти  19, а рассто ние между радиальными KaHaBkaMH 18 и осевыми отверсти ми 17 и 19 выполнено большим диаметра отверстий 19.

Напротив диска б, прилегающего к поршню 3, в корпусе 1 могут быть выполнены сливные отверсти  21, а в отверстии 13 установлен дроссель 22. Пунктиром показано посто нно открытое сливное отверстие 23, соответствующее .известным конструкци м муфт

Фрикционна  муфта работает следующим образом.

При отсутствии давлени  в полости 2 пр  аень 3 удерживаетс  возвратнъвл , пружинами 14 в исходном положении . Корпус 1 и ступица 8 вращаютс  с разными скорост ми, поскольку между ведущими 6 и ведомыми 7 дисками имеютс  осевые зазоры, позвол ющие им вращатьс  независимо друг от друга. Дл  включени  муфты жидкость пол давлением подаетс  по отверстию 13 в полость 2. Поршень 3 под давлением жидкости .движетс  право, сум ма  возвратные пружины 14- На этом этапе давление в полости 2, определ етс  усили ми возвратных пружин 14 и трениет в уплотнени х поршн . Поэте «у утечки через осевые отверсти  1 незначктёльны, хот  отверсти  могут, оставатьс  открытыми из-за неплотного прилегани  ведущего диска б к поршню 3,

При сжатии пакета дисков поршень 3 останавливаетс , осевые отвер сти  17 закЕ лваютс  перв.м от поршн  3 ведущем диском 6, а давление в полости 2 начинает возрастать. При буксовании МУФТЫ поршень 3 н указанный ведоЕУЩИй диск б вращаютс с разньо и скорост ми. При этом отверсти  19 ведущего диска 6 периодически проход т мимо осевых отверстий 17 поршн  3 и заполн ютс  жидкостью под давлеиием из гидроцилиндра. При прохождении мимо смазочных канавок 20 жидкость из. осевых отверстий 17 выбрасываетс  центробежными силами и В вацитс  из муфты через зазоры между Детал ми и сливные отверсти  21. Поскольку число радиальных канавок 18 может :1ть значительно больше чис ла осевых отверсти  17, гарантируетс  опорожнение отверсти  1У до подхода к осевым отверсти м 17.

В результате описанного процесса во врем  буксовани  муфты принудительно .создаетс  слив жидкости через отверсти  17 и 19. Начина  С некоторого давлени  в полости 2, достаточного дл  заполнени  отверстий 19, расход на слив пропорционален скорости буксовани  и по мере ее уменьшени  падает. При прекращении , буксовани  расход также прекращаетс , поскольку осевые отверсти  17 герметично з.акрыты ведуищм диском б независимо от того, в каком положении отверсти  19 в ведущем диске-6 расположились относительно поршн  3. Величина расхода на слив задаетс  числом и размерами отверстий 19. Вли ние слива из гидроцилиндра на процесс нарастани  давлени  иллюстри руетс  графиками (фиг.4). После сжати  пакета фрикционных дисков и ос тановки по Я13Н  3(6) суммарный расход .жидкости через отверсти  13 в полость 2 не прекращаетс , а плавно . убывает (с«)пропорционально скорости буксовани  муфты (i). Потери давлени , вызванные гидравлическим сопротивлением отверсти  13 и завис щие от квадрата расхода жрдкостй, бу дут уменьшатьс  по мере падени  расхода , в результате, чего давление в полости 2 будет плавно нарастать д величины питани  (&). Характер изменени  расхода и давлени  зависит от начальной скорости буксовани . Лри меньших ее значени х максимальна величина расхода на слив будет также уменьшатьс , а давление в начале буксовани  - возрастать (пунктирные линии На фиг.4 ). Врем  буксовани  также уменьигитс , что и требуетс  при меньшей начальной скорости. Дл  отключени  муфты отверстие 1 соедин ют со сли-вом,, Если при этом центробежные силы жидкости больше усили  возвратных пружин 14, поршень 3 .удерживаетс  в положении сжати  пакета. Однако сила сжати  при этом значительно меньше, чем при включенной муфте .и под действием нагрузки происходит размыкание муфты. Ведущий диск б вновь приходит во вращение относительно поршн  3. При прохождении мимо осевых отверстий 17 и радиальных канавок 18 происходит зат полнение и опорожнение отверстий 19 как описано вьше не .только под центробежным давлением жидкости. Жидкость уноситс  через, отверсти  19 из полости 2. По мере уменьшени  в ней количества жидкости уменьшаетс  центробежна  возвратны пружины 14 отвод т поршень 3 в исходное положение, а фрикционные диски расход тс  в осевом направлении на величину зазоров. Величина расхода жидкости на слив при выключении т.е. врем  выключени  муфты при высо ких скорост х вращени , зависит от тех же факторов, что и при включени размеров и числа отверстий 19 и относительной скоростип равдени  порш н  3 и соседнего диска 6. вели известно максимально допустимое врем  выключений муфты ifnax суммарный объем V отверстий 19 в ведущем.диске б определ етс  из соотношени  . OTH.min mox минимальна  частота относительного Вращени  дисков при максимальной аб солютной частоте вращени  корпуса муфты, Vj. - объем жидкости в полости гидроцилиндра 2, см Полученный предельный объем отверстий можно далее корректировать ( увеличивать ) применительно к процессу включени .- Однако доминирующим при их выборе  вл етс  выключение , поскольку оно обеспечиваетс  только элементами самой муфты, тог-, да как на процесс включени  можно воздействовать с помощью внешних устройств. Например, дл  температурной стабилизации характеристики нарастани  давлени .целесообразно увеличить сечение отверсти  13, а гидравлическое сопротивление создавать дросселем 22. Если эта характеристика должна учитыва:ть и другие факторы , кроме скорости буксовани , то к отверстию 13 может быть подключен дополнительНИИ механизм плавности (показан пунктиром на фиг.1 }, реагирующий также и на расход в полости 2. Возможны и другие модификации предлагаемого устройства. Если, например , перед поршнем 3 необходимо установить нажимной диск, св занный с корпусом 1, то в этом диске должны быть выполнены осевые отверсти  17 и 19. Вместо ведущего диска б может использоватьс  деталь с отверсти ми 19, св занна  со ступицей 8, и т.д. Глубина канавок 20 должна выбиратьс  с запасом, учитывающим износ накладок в эксплуатации. Преимуществами предлагаемой муфты по. сравнению с .известными, имеющими открытые сбросовые отверсти  23 (фиг.1),  вл ютс  отсутствие посто нного слива жидкости во включенном состо нии, а также плавное включение . По сравнению с конструкци миi имеющими закраваемае сбросовые отверсти  или клапаны, пНеимуществен  вл етс  значительное упрощение конструкции и повы11| ние надежности за счет гарантированного быстрого опорожнени  и отсутстви  в муфте ненадежных клапанов. Наибольший эффект, предлагаемое ycTjpoftcTBo может дать в крупногабаритных высокоскоростных муфтах траиспортных средств большой мощности, где применение известных устройств оп(фожнени  затруднительно.

Фиг. г

I

Фнг.Ч

МЦМ9 1МгД f/

4мм

Claims (2)

1. ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ ФРИКЦИОННАЯ МУФТА, содержащая корпус, вал с отверстиями для подвода жидкости, подпружиненный пакет фрикционных дисков, расположенный между упорным диском и поршнем сб сквозными осевыми отверстиями, при этом ведущие диски пакета связаны со ступицей.

а ведомые - с корпусам о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности, на периферии торца поршня, обращенного к пакету Фрикционных дисков,выполнены ради-., альные канавки, в ведущемфрикционном диске, прилегающем к поршню, выполнены сквозные осевые отверстия, расположенные на одной Скруж/ кости со сквозными осевыми отверстиями в поршне, причем длина радиальных канавок в поршне больше расстояния от наружного диаметра фрикционного диска до окружности, на которой расположены его сквозные осевые отверстия, по меньшей мере, наполовину диаметра этого отверстия, а расстояние в окружном направлении между радиальными канавками и сквозными осевши отверстиями выполнено больше диаметра сквозного осевого отверстия на диске*

2. Муфта поп.1, о т л и ч а ю- диском выполнены радиальные сливщ а я с я тем, что в поршне-над ные отверстия, а в подводящем отверприлегающйм к поршню фрикционным стии вала установлен дроссель.

ί 1