專利名稱：超越即停的空間楔合式摩擦起動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及一種原動(dòng)機(jī)的起動(dòng)裝置，例如發(fā)電機(jī)組、大型(鼓)風(fēng)機(jī)機(jī)組和飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)等可自驅(qū)動(dòng)的原動(dòng)機(jī)的起動(dòng)裝置，還涉及需要獲取超越轉(zhuǎn)動(dòng)信息的其它裝置， 特別涉及一種機(jī)動(dòng)車輛使用的、可在原動(dòng)機(jī)自驅(qū)動(dòng)后立即斷開起動(dòng)機(jī)的能量來(lái)源的起動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
一般地，現(xiàn)有技術(shù)基本上都是以電測(cè)量方式來(lái)感知原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速并與一個(gè)既定閾值相比較來(lái)判定原動(dòng)機(jī)是否自驅(qū)動(dòng)，從而達(dá)成較及時(shí)地結(jié)束起動(dòng)過(guò)程的技術(shù)效果的。 而為了在原動(dòng)機(jī)獲得自驅(qū)動(dòng)能力的瞬間就同步地結(jié)束起動(dòng)過(guò)程，本申請(qǐng)人在專利文獻(xiàn) CN101255841A中公開了一種完全不同的技術(shù)方案，S卩，超越即停的技術(shù)方案。其直接以起動(dòng)裝置中的超越離合器是否超越轉(zhuǎn)動(dòng)作為原動(dòng)機(jī)是否自驅(qū)動(dòng)的判定標(biāo)準(zhǔn)，從而首先實(shí)現(xiàn)了在原動(dòng)機(jī)自驅(qū)動(dòng)的一瞬間，也就是超越離合器開始超越轉(zhuǎn)動(dòng)的一瞬間即同時(shí)停止起動(dòng)驅(qū)動(dòng)的目標(biāo)。該技術(shù)方案通用于所有需要借助起動(dòng)裝置的幫助才能開始自驅(qū)動(dòng)的原動(dòng)機(jī)，其相對(duì)任何一種原動(dòng)機(jī)中的任何一個(gè)個(gè)體，無(wú)論該個(gè)體的工作環(huán)境和運(yùn)行狀況如何地不同，均可做到次次起動(dòng)次次超越即停，而無(wú)需知道其最低的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，更無(wú)需針對(duì)該特定的原動(dòng)機(jī)設(shè)定任何特定的轉(zhuǎn)速判定閾值。特別是，對(duì)于其中使用壓合式牙嵌超越離合器的技術(shù)方案，其僅僅借助一個(gè)普通的單向開關(guān)裝置便可直觀地感知到超越轉(zhuǎn)動(dòng)所帶來(lái)的幾何移動(dòng)信息，并即刻斷開起動(dòng)裝置的能量來(lái)源，不僅效果和可靠性相較電測(cè)量技術(shù)顯著為優(yōu)，而且方法和總體結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，成本更低廉。然而，上述文獻(xiàn)CN101255841A中的技術(shù)方案仍有不足。一是對(duì)于具有非軸向分離型超越離合器的起動(dòng)裝置，其超越即停功能需要借助電測(cè)量技術(shù)，需要對(duì)兩個(gè)實(shí)測(cè)轉(zhuǎn)速進(jìn)行簡(jiǎn)單比較以得出超越與否的結(jié)論；二是對(duì)于不使用電測(cè)量技術(shù)的最優(yōu)技術(shù)方案，其所對(duì)應(yīng)的壓合式牙嵌超越離合器不能無(wú)級(jí)接合且接合有沖擊，分離轉(zhuǎn)矩較大，軸向尺寸較大且構(gòu)件較多。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明致力于設(shè)計(jì)基于全新技術(shù)原理的裝置，以避免上述缺點(diǎn)。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種完全不依賴于電測(cè)量技術(shù)，超越即停的空間楔合式摩擦起動(dòng)裝置。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明之超越即停的空間楔合式摩擦起動(dòng)裝置包括，產(chǎn)生起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的起動(dòng)機(jī)；將起動(dòng)機(jī)單向驅(qū)動(dòng)地連接至小齒輪的空間楔合式摩擦超越離合器；具有超越信息傳感機(jī)構(gòu)的起動(dòng)控制裝置，用以感知超越離合器是否超越轉(zhuǎn)動(dòng)，并在超越離合器超越轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，斷開起動(dòng)機(jī)的能量供給以停止其工作轉(zhuǎn)動(dòng)。上述空間楔合式摩擦超越離合器包括，繞一軸線回轉(zhuǎn)且可軸向接合的至少一個(gè)牽引摩擦機(jī)構(gòu)，其具有繞上述軸線回轉(zhuǎn)并均設(shè)置有摩擦面的中介件和摩擦件，以在該兩構(gòu)件間傳遞摩擦轉(zhuǎn)矩；為該牽引摩擦機(jī)構(gòu)提供接合力并繞上述軸線回轉(zhuǎn)的至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，其具有繞上述軸線回轉(zhuǎn)并均設(shè)置有相應(yīng)導(dǎo)向面的導(dǎo)向件和中介件；當(dāng)導(dǎo)向件和摩擦件被中介件可驅(qū)動(dòng)地連接成一個(gè)摩擦體時(shí)，導(dǎo)向件與中介件雙方的導(dǎo)向面之間的相互抵觸部位的升角λ，大于零且小于等于ξ，g卩，0 < λ彡ξ，其中，ξ是能夠令形成于該抵觸部位的導(dǎo)向摩擦副自鎖的升角λ的最大值。為封閉軸向力，超越離合器中設(shè)置有兩個(gè)繞上述軸線回轉(zhuǎn)的摩擦機(jī)構(gòu)，其中一個(gè)是上述牽引摩擦機(jī)構(gòu)，其中另一個(gè)是與導(dǎo)向件和摩擦件至少不可旋轉(zhuǎn)地分別結(jié)合在一起的傳力摩擦機(jī)構(gòu)，或者再一個(gè)上述牽弓I摩擦機(jī)構(gòu)。 改進(jìn)地，超越離合器還包括有至少一個(gè)限力元件，其可與導(dǎo)向件、中介件和摩擦件中的至多一個(gè)，以至少不可旋轉(zhuǎn)的方式連接成力封閉式組合構(gòu)件，以建立相互之間的軸向力封閉式抵觸連接。優(yōu)選地，導(dǎo)向件、中介件、摩擦件或限力元件是袋形構(gòu)件，以建立相互之間的軸向力封閉式抵觸連接，其設(shè)置有繞上述軸線回轉(zhuǎn)的內(nèi)周面，以及位于該內(nèi)周面上的大致半周的周向凹槽和由上述袋形構(gòu)件的外周面連通至該周向凹槽的入口。優(yōu)選地，在超越離合器超越轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，上述超越信息傳感機(jī)構(gòu)利用摩擦件相對(duì)導(dǎo)向件或中介件的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)感知超越信息，或者，利用中介件相對(duì)導(dǎo)向件的有限的周向轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)感知超越信息，并以幾何位移方式傳遞該信息。進(jìn)一步地，上述超越信息傳感機(jī)構(gòu)包括，可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在摩擦件外周面上的傳感環(huán)，其與袋形構(gòu)件之間設(shè)置有單向轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)；持續(xù)地為該機(jī)構(gòu)提供軸向彈性接合力的彈性元件；以及一組至少包括一個(gè)的相互嚙合的行星齒輪，其通過(guò)連接至上述袋形構(gòu)件的行星軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在上述入口中，以分別持續(xù)地嚙合至傳感環(huán)，以及中介件、導(dǎo)向件或摩擦件?；蛘?，上述超越信息傳感機(jī)構(gòu)是一個(gè)銷槽式嵌合機(jī)構(gòu)，其具有至少一個(gè)凸起和可對(duì)應(yīng)地收納該凸起的凹槽，二者分別設(shè)置在傳感環(huán)上，以及導(dǎo)向件和中介件中不與傳感環(huán)相連接的那個(gè)構(gòu)件上，該傳感環(huán)不可旋轉(zhuǎn)但可軸向滑動(dòng)地至少間接連接至導(dǎo)向件或中介件；同時(shí)，該凸起僅在超越狀態(tài)中可以收納至上述凹槽，且此時(shí)的中介件處于不能將導(dǎo)向件和摩擦件可驅(qū)動(dòng)地連接成一個(gè)摩擦體的周向位置上；另外，超越離合器的轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的周向自由度應(yīng)大于零。最佳地，起動(dòng)控制裝置還包括控制起動(dòng)機(jī)能量供給的供能開關(guān)，而連接該供能開關(guān)的觸頭，則被設(shè)置在上述傳感環(huán)響應(yīng)于超越離合器的超越轉(zhuǎn)動(dòng)的軸向移動(dòng)路徑上。需要特別說(shuō)明的是，本申請(qǐng)文件中的相關(guān)概念或名詞的含義如下轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)將圓周相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為至少包括軸向相對(duì)移動(dòng)或移動(dòng)趨勢(shì)的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。包括螺旋升角嚴(yán)格一致和不嚴(yán)格一致的滑動(dòng)/滾動(dòng)式螺旋或部分螺旋機(jī)構(gòu)、徑向銷槽機(jī)構(gòu)、端面楔形機(jī)構(gòu)、端面嵌合機(jī)構(gòu)、端面棘輪機(jī)構(gòu)及圓柱/端面凸輪機(jī)構(gòu)等僅可得到軸
5向移動(dòng)的整體式導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，也包括還可同時(shí)得到徑向移動(dòng)的且具有諸如鋼球、圓臺(tái)形/截錐型滾柱、斜撐子之類離散構(gòu)件的離散式導(dǎo)向機(jī)構(gòu)?？臻g楔形機(jī)構(gòu)由轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和牽引摩擦機(jī)構(gòu)組成的機(jī)構(gòu)。入楔也稱楔合，與解楔/去楔相反，就是中介件90將導(dǎo)向件50與摩擦件70可驅(qū)動(dòng)地連接/結(jié)合成一個(gè)摩擦體的工作過(guò)程和狀態(tài)。ζ和ξ 空間楔形機(jī)構(gòu)的重要極限角，如圖1、3所示的中介件90，一方面，通過(guò)其摩擦面例如104與摩擦件70的牽引摩擦面72至少軸向抵觸，以形成抵觸部位的法向壓力的合力W不垂直于回轉(zhuǎn)軸線X的回轉(zhuǎn)型牽引摩擦機(jī)構(gòu)Fl的至少包括一個(gè)的一組牽引摩擦副；另一方面，通過(guò)其摩擦面或朝向同一圓周方向的導(dǎo)向面94，與導(dǎo)向件50的相應(yīng)導(dǎo)向面 54至少軸向抵觸，以形成抵觸部位的法向壓力的合力N不垂直于回轉(zhuǎn)軸線X的轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G的至少包括一個(gè)的一組導(dǎo)向摩擦副；該抵觸部位的公切線與垂至于回轉(zhuǎn)軸線X的平面的夾角的平均值，稱為該抵觸部位的升角λ ；再一方面，通過(guò)其它表面還可作用有諸如用于彈性預(yù)緊的其它作用力，參見圖1、4;在轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G的轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向工況中，也就是導(dǎo)向件50致使中介件90沿箭頭P所指方向以大于等于零的速度相對(duì)摩擦件70轉(zhuǎn)動(dòng)的工況中， 能夠確保導(dǎo)向摩擦副自鎖的雙方表面抵觸部位的最小升角被定義為ζ，最大升角則被定義為ξ。而該兩個(gè)極限角則完全界定了中介件90相對(duì)導(dǎo)向件50向前轉(zhuǎn)動(dòng)、靜止不動(dòng)和向后轉(zhuǎn)動(dòng)的一切可能的運(yùn)動(dòng)形式。具體含義如下1、當(dāng)ξ < λ <90度時(shí)，導(dǎo)向摩擦副和牽引摩擦副均不能自鎖，通過(guò)導(dǎo)向摩擦副的法向壓力N，或者其分力Q和Τ，導(dǎo)向件50可致使中介件90相對(duì)其向前亦即箭頭P所指方向滑轉(zhuǎn)/擠出。因此，導(dǎo)向件50與摩擦件70不能被中介件90楔合成一個(gè)摩擦體。只是因?yàn)閴毫源自非彈性力或受構(gòu)件結(jié)構(gòu)所限，才致使中介件90僅被導(dǎo)向件50推動(dòng)著相對(duì)摩擦件70摩擦滑轉(zhuǎn)而未被實(shí)際擠出。2、當(dāng)ζ < λ彡ξ且λ >0時(shí)，導(dǎo)向摩擦副處于恒定的自鎖狀態(tài)，牽引摩擦副處于不可自鎖的一般靜摩擦狀態(tài)。此時(shí)，中介件90可以將導(dǎo)向件50與摩擦件70楔合成一個(gè)摩擦體，但在摩擦件70相對(duì)導(dǎo)向件50過(guò)載時(shí)，牽引摩擦副仍可由靜摩擦狀態(tài)正常地轉(zhuǎn)入滑動(dòng)摩擦狀態(tài)而導(dǎo)向摩擦副仍可穩(wěn)定自鎖。對(duì)應(yīng)地，空間楔形機(jī)構(gòu)處于半楔合狀態(tài)，超越離合器處于非完全接合狀態(tài)。3、當(dāng)0< λ彡ζ (針對(duì)ζ >0的情況)時(shí)，牽引摩擦副處于恒定的自鎖狀態(tài)，導(dǎo)向摩擦副處于一般靜摩擦狀態(tài)。相應(yīng)地，在摩擦件70相對(duì)導(dǎo)向件50過(guò)載時(shí)，中介件90將具有突破導(dǎo)向摩擦副的最大靜摩擦狀態(tài)/阻力而相對(duì)導(dǎo)向件50滑轉(zhuǎn)爬升的趨勢(shì)，但由于該爬升趨勢(shì)被楔形機(jī)構(gòu)的軸向力封閉結(jié)構(gòu)剛性阻止(除非壓力N源自彈性力)，因此，導(dǎo)向摩擦副被強(qiáng)制性地維持在等同于自鎖的一般靜摩擦狀態(tài)。即，中介件90、導(dǎo)向件50與摩擦件 70三者被強(qiáng)制楔合/結(jié)合成一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)整體，即使過(guò)載至毀損也不相互滑轉(zhuǎn)爬升?？臻g楔形機(jī)構(gòu)因而處于類似斜撐式超越離合器的絕對(duì)自鎖/楔合狀態(tài)。由常識(shí)可知，λ等于ζ的情況，只存在于理論上而不存在于現(xiàn)實(shí)中。也就是說(shuō)，因不能同時(shí)自鎖而必然始終存在著一組不自鎖的可滑轉(zhuǎn)摩擦副，空間楔形機(jī)構(gòu)傳遞轉(zhuǎn)矩的物理本質(zhì)只能是摩擦，而不是現(xiàn)有技術(shù)認(rèn)定的摩擦自鎖。但極限角ζ未被現(xiàn)有技術(shù)理論所認(rèn)識(shí)，也不能由作為特例的平面楔形機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系啟示、想象或揭示出來(lái)，更不能由其結(jié)構(gòu)推導(dǎo)出來(lái)。因此，不知道極限角ζ的存在及物理含義的現(xiàn)有技術(shù)便無(wú)法透徹地認(rèn)識(shí)極限角I亦即楔角的真實(shí)物理含義，包括摩擦滑轉(zhuǎn)的正常性，更不可能發(fā)現(xiàn)、揭示和證實(shí)空間楔合的物理本質(zhì)，并進(jìn)而得出本申請(qǐng)的基于空間楔形機(jī)構(gòu)的技術(shù)方案。顯然，上述升角λ就是空間楔形機(jī)構(gòu)的楔角，也稱楔合角/擠住角，并僅在0 < λ ^ ξ時(shí)，空間楔形機(jī)構(gòu)方可楔合，超越離合器方可接合。另外，原動(dòng)機(jī)/動(dòng)力機(jī)、起動(dòng)機(jī)、自驅(qū)動(dòng)、超越即停、斷開起動(dòng)機(jī)的能量來(lái)源等名詞的含義與本申請(qǐng)人在專利文獻(xiàn)CN101255841A中的定義完全相同，本文不再重復(fù)規(guī)定，而是將該文獻(xiàn)的全文結(jié)合于此。依據(jù)本發(fā)明的超越即停的起動(dòng)裝置，由于使用了幾乎具有理想超越離合器的所有品質(zhì)的空間楔合式摩擦超越離合器，因而首次達(dá)成了基于非軸向分離型超越離合器而無(wú)需電測(cè)量技術(shù)的超越即停的發(fā)明目的，同時(shí)，更獲得了使用一種超越離合器便可通用于所有功率所有轉(zhuǎn)速范圍和所有應(yīng)用領(lǐng)域的有益效果。借助下述實(shí)施例的說(shuō)明和附圖，本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)將顯得更為清楚和明了。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的移動(dòng)式超越即停的起動(dòng)裝置的簡(jiǎn)化的軸向剖面圖。圖2是圖1中環(huán)狀袋形摩擦件的K-K截面剖面示意圖。圖3是圖1中相關(guān)機(jī)構(gòu)的齒廓向同一外圓柱面徑向投影的局部展開圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明的固定式超越即停的起動(dòng)裝置的簡(jiǎn)化的軸向剖面圖。圖5Α和圖5Β，分別是圖4中超越信息傳感機(jī)構(gòu)的齒廓向同一外圓柱面徑向投影的局部展開圖，圖5Α對(duì)應(yīng)于超越工況前的抵觸/阻擋狀態(tài)，圖5Β對(duì)應(yīng)于超越工況后的嵌合狀態(tài)。
具體實(shí)施例方式必要說(shuō)明本說(shuō)明書的正文及所有附圖中，相同或相似的構(gòu)件及特征部位均采用相同的附圖標(biāo)記，并只在它們第一次出現(xiàn)時(shí)給予必要說(shuō)明。同樣，也不重復(fù)說(shuō)明相同或相似機(jī)構(gòu)的工作機(jī)理或過(guò)程。為區(qū)別設(shè)置在對(duì)稱或?qū)?yīng)位置上的相同的構(gòu)件或特征部位，本說(shuō)明書在其附圖標(biāo)記后面附加了字母，而在泛指說(shuō)明或無(wú)需區(qū)別時(shí)，則不附加任何字母。實(shí)施例一具有移動(dòng)式驅(qū)動(dòng)齒輪的超越即停的起動(dòng)裝置Sl圖1所示的超越即停的起動(dòng)裝置Si，是一個(gè)以機(jī)動(dòng)車輛的內(nèi)燃機(jī)為具體被起動(dòng)原動(dòng)機(jī)的裝置。該起動(dòng)裝置Si包括超越離合器Cl，超越信息傳感機(jī)構(gòu)S0，供能開關(guān)，以及未示出的其它公知的相關(guān)構(gòu)件或組成部分。例如，與驅(qū)動(dòng)軸200至少相耦合并驅(qū)動(dòng)其旋轉(zhuǎn)的具體為馬達(dá)的起動(dòng)機(jī)，嚙合于滑環(huán)槽218中并通過(guò)該槽驅(qū)動(dòng)超越離合器Cl沿驅(qū)動(dòng)軸200軸向移動(dòng)的撥叉和電磁開關(guān)，起動(dòng)控制裝置的其它部分以及起動(dòng)裝置Sl的殼體等。作為起動(dòng)裝置Sl的關(guān)鍵部件，超越離合器Cl包括最佳地繞軸線X形成，并最佳地呈階梯環(huán)狀的導(dǎo)向件50。其外環(huán)側(cè)的內(nèi)端面上，設(shè)置有一組最佳地繞軸線X周向均布的螺旋導(dǎo)向齒52，其內(nèi)環(huán)側(cè)朝內(nèi)端延伸的管狀基體60的內(nèi)周面上，最佳地設(shè)置有諸如單向螺旋花鍵齒，以與同軸線地設(shè)置在其內(nèi)孔中的驅(qū)動(dòng)軸200，借助花鍵副不可旋轉(zhuǎn)地連接成一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)體。為此，驅(qū)動(dòng)軸200的外周面上以互補(bǔ)的方式構(gòu)造有相應(yīng)的花鍵齒。而在管狀基體60 的外周面上，則可滑轉(zhuǎn)地徑向定位有最佳地呈環(huán)狀的中介件90，其通過(guò)設(shè)置在面對(duì)導(dǎo)向件50的端面上的與導(dǎo)向齒52呈互補(bǔ)式構(gòu)造的一組螺旋導(dǎo)向齒92，與導(dǎo)向件50恒久地嵌合， 以構(gòu)成最佳地繞軸線X回轉(zhuǎn)的面接觸型單向轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G。超越離合器Cl還包括最佳地繞軸線X形成，并具有軸向力封閉功能的摩擦件70。 該摩擦件70是一個(gè)環(huán)狀袋形構(gòu)件，其朝一端延伸出的管狀基體76a的外周面上，最佳地設(shè)置有輪齒168，以構(gòu)成嚙合內(nèi)燃機(jī)的飛輪外周面的輪齒并向其傳遞起動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的小齒輪 210。其朝另一端延伸出的管狀基體76b的外周面上，最佳地設(shè)置有周向滑環(huán)槽218，以收容驅(qū)動(dòng)其軸向移動(dòng)的撥叉(未示出)。摩擦件70的繞軸線X形成的內(nèi)周面84的軸向中部，同軸線地設(shè)置有最佳地為平面型的盤形環(huán)狀周向凹槽78，參見圖1 2。該周向凹槽78的約半周的內(nèi)表面，最佳地沿兩相互平行的切線方向H和H'延伸至摩擦件70的外周面，并形成等截面矩形入口 82。周向凹槽78的徑向內(nèi)表面80，因而延伸成具有U字形橫截面形狀的非閉合式內(nèi)徑向表面。相互嵌合的導(dǎo)向件50和中介件90，可由入口 82直接納入周向凹槽 78，并被軸向貫穿于摩擦件70內(nèi)孔中的驅(qū)動(dòng)軸200徑向定位。而摩擦件70則通過(guò)其內(nèi)周面8 和84b可轉(zhuǎn)動(dòng)地徑向定位在驅(qū)動(dòng)軸200的外周面上。實(shí)際上，軸向力封閉的環(huán)狀袋形摩擦件70也可以是一個(gè)組合構(gòu)件。例如，借助諸如焊接、鉚接或螺栓之類的緊固方式，將圖1所示的摩擦件70設(shè)置成一個(gè)軸向?qū)邮浇M合構(gòu)件。或者，將具有輪齒168的齒環(huán)以上述連接方式，軸向固定連接至導(dǎo)向件50的位于導(dǎo)向齒52徑向外環(huán)側(cè)的同端端面上，并限定出用以收納中介件90，以及與驅(qū)動(dòng)軸200不可旋轉(zhuǎn)地相連的獨(dú)立的盤形環(huán)狀摩擦件的周向凹槽78?；蛘?，借助諸如焊接、在包括中部和/或外端部的外周面上設(shè)置具有輪齒168的環(huán)形箍之類的緊固連接方式，將徑向上至少大致對(duì)稱，且半圓形內(nèi)圓面上均設(shè)置有半圓形周向槽的兩個(gè)半圓殼式限力元件，徑向固定地對(duì)接成一個(gè)限定出完整的周向凹槽78的組合式環(huán)狀摩擦件。相關(guān)結(jié)構(gòu)的更詳細(xì)說(shuō)明和圖示可參見上文所整體結(jié)合的兩項(xiàng)專利申請(qǐng)，此處不作進(jìn)一步說(shuō)明。當(dāng)然，環(huán)狀袋形構(gòu)件本身也可作為單獨(dú)的限力元件而與導(dǎo)向件50、中介件90或摩擦件70以至少不可旋轉(zhuǎn)的連接方式，構(gòu)成組合式袋形導(dǎo)向件、袋形中介件和袋形摩擦件。 例如，在上述三構(gòu)件之一的外周面上，設(shè)置一個(gè)以互補(bǔ)的方式沿入口 82徑向延伸至傳感環(huán) 190內(nèi)表面的凸緣式力臂。該力臂的兩個(gè)徑向側(cè)表面，可與與入口 82的兩個(gè)徑向側(cè)表面同時(shí)互補(bǔ)式地嚙合，并傳遞轉(zhuǎn)矩。而如果工藝允許，導(dǎo)向齒52、92也可最佳地以剛性一體的形式，直接設(shè)置在袋形構(gòu)件的周向凹槽78的相應(yīng)內(nèi)端面上。不難想到，在導(dǎo)向件50或中介件 90成為組合式袋形構(gòu)件的方案中，輪齒168只能設(shè)置在軸向上介于中介件90與該限力元件之間的盤形環(huán)狀摩擦件的沿軸向延伸出來(lái)的管狀基體的外端上，并且只能以軸-軸方式傳遞轉(zhuǎn)矩。而在導(dǎo)向件為該組合構(gòu)件時(shí)，傳力摩擦機(jī)構(gòu)F2將不再如上所述地與摩擦件70以及導(dǎo)向件50分別剛性地結(jié)合在一起，而是不可旋轉(zhuǎn)地分別結(jié)合在一起。 繼續(xù)參見圖1，盤形環(huán)狀周向凹槽78分別設(shè)置有回轉(zhuǎn)型牽弓I摩擦面72和傳力摩擦面74。位于右端的牽引摩擦面72，與設(shè)置在中介件90無(wú)齒端面上的回轉(zhuǎn)摩擦面104摩擦相連，構(gòu)成回轉(zhuǎn)型面接觸牽引摩擦機(jī)構(gòu)F1。位于左端的傳力摩擦面74，與設(shè)置在導(dǎo)向件50 無(wú)齒端面的傳力摩擦面58摩擦相連，構(gòu)成可與導(dǎo)向件50直接傳遞摩擦轉(zhuǎn)矩的回轉(zhuǎn)型面接觸傳力摩擦機(jī)構(gòu)F2。牽引摩擦機(jī)構(gòu)Fl和轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G，共同組成端面型空間楔形機(jī)構(gòu)， 該機(jī)構(gòu)再與傳力摩擦機(jī)構(gòu)F2 —起，構(gòu)成起動(dòng)裝置Sl的軸向力封閉的空間楔合式摩擦超越尚合器Cl οCN 102536576 A
應(yīng)該指出的是，本申請(qǐng)“直接傳遞摩擦轉(zhuǎn)矩”的含義是指，轉(zhuǎn)矩在兩構(gòu)件間的傳遞路徑僅經(jīng)過(guò)一個(gè)摩擦機(jī)構(gòu)，而不經(jīng)過(guò)任何第二個(gè)其它機(jī)構(gòu)，其與該摩擦機(jī)構(gòu)所具有的摩擦面/片的數(shù)量沒有任何關(guān)系。下面再結(jié)合圖3來(lái)說(shuō)明轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G的詳細(xì)關(guān)系和結(jié)構(gòu)特征。其中，沿徑向延伸的每對(duì)端面型鋸齒狀螺旋導(dǎo)向齒52和92的導(dǎo)向面M和94，可相互貼合，并構(gòu)成一組面接觸的螺旋式導(dǎo)向摩擦副。即，該兩個(gè)具有互補(bǔ)式構(gòu)造的導(dǎo)向面M和94，最佳地是分別朝向單一圓周方向且升角均為λ的螺旋型齒面。一般地，0< λ彡ξ，允許過(guò)載打滑時(shí)，ζ < λ彡ξ，絕對(duì)不許打滑時(shí)，0< λ彡ζ (當(dāng)ζ >0)。周向間隙相隔的非導(dǎo)向面56和 96則最佳地平行于軸線X，以保證雙方周向抵觸時(shí)不會(huì)導(dǎo)致楔合。容易理解，導(dǎo)向件50端面上的多個(gè)導(dǎo)向齒52實(shí)際上就是空間楔形機(jī)構(gòu)的楔形齒， 其導(dǎo)向面M朝周向一方軸向上逐漸靠近摩擦件70的回轉(zhuǎn)型牽引摩擦面72，并與后者分別圍成多個(gè)沿周向延伸的端面楔形空間。而設(shè)置在該多個(gè)楔形空間中的多個(gè)導(dǎo)向齒92就是楔合子，其因不必需徑向運(yùn)動(dòng)而最佳地相互合并成一個(gè)零件，即整體環(huán)狀的中介件90。再次參見圖1 3，起動(dòng)控制裝置中的超越信息傳感機(jī)構(gòu)SO還最佳地具有彈性預(yù)緊機(jī)構(gòu)的功能，以使超越離合器Cl楔合過(guò)程中的溜滑角盡可能地接近于零。該機(jī)構(gòu)SO的至少包括一個(gè)的一組相互嚙合的行星齒輪30，分別借助對(duì)應(yīng)的一組固定連接在摩擦件70 的軸向孔81中的階梯狀行星軸38，可旋轉(zhuǎn)地固定在入口 82中，并分別最佳地持續(xù)嚙合至位于中介件90的外表面以及傳感環(huán)190內(nèi)周面上的相應(yīng)輪齒。傳感環(huán)190是一個(gè)可滑轉(zhuǎn)地設(shè)置在摩擦件70外周面上，并完全覆蓋住入口 82的階梯形管狀封口環(huán)。該傳感環(huán)190的小徑段196通過(guò)螺旋預(yù)緊彈簧150，軸向抵觸至嵌合在位于摩擦件70左端外周面的周向槽中的卡環(huán)184。該傳感環(huán)190的徑向較大端的端面上，設(shè)置有至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向型的端面齒 192，其最佳地具有鋸齒形的齒廓，并具有與導(dǎo)向面M相同的圓周朝向或旋向。相應(yīng)地，在摩擦件70外周面上的對(duì)應(yīng)處，設(shè)置有至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向型的端面齒71，其最佳地具有鋸齒形的齒廓，以及與端面齒192的導(dǎo)向面呈互補(bǔ)式構(gòu)造的導(dǎo)向面。于是，端面齒71與192構(gòu)成一個(gè)單向轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，其最小軸向分離距離，小于等于彈簧150的可壓縮量。實(shí)際上，如上文所整體結(jié)合的兩項(xiàng)專利申請(qǐng)所述，螺旋預(yù)緊彈簧150可以是具有所述功能的任意彈性元件。而且，也不必需卡環(huán)184，彈簧150完全可以依靠其徑向納入摩擦件70外周面相應(yīng)徑向孔中的端頭獲得軸向定位。超越即停的起動(dòng)裝置Sl的工作過(guò)程比較簡(jiǎn)單。按下起動(dòng)開關(guān)后，超越離合器Cl 依照公知的方式，沿例如箭頭D所指方向軸向移動(dòng)到達(dá)如圖1所示的驅(qū)動(dòng)位置。之后，當(dāng)導(dǎo)向件50開始持續(xù)地具有沿圖3中箭頭P所指方向，相對(duì)摩擦件70轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì)的初始瞬間， 摩擦件70將借助牽引摩擦機(jī)構(gòu)Fl的空載/牽引摩擦轉(zhuǎn)矩，或者關(guān)鍵地借助來(lái)自彈性預(yù)緊機(jī)構(gòu)或超越信息傳感機(jī)構(gòu)SO的轉(zhuǎn)動(dòng)阻力，牽引著轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G的中介件90，相對(duì)導(dǎo)向件 50沿箭頭R所指方向作轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向運(yùn)動(dòng)。該轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的軸向移動(dòng)/脹緊力，在將導(dǎo)向齒92瞬間楔緊在導(dǎo)向面M和牽引摩擦面72所圍成的端面楔形空間中，也就是中介件 90將導(dǎo)向件50與摩擦件70楔合成一個(gè)摩擦體，牽引摩擦機(jī)構(gòu)Fl因而軸向接合的同時(shí)，還將導(dǎo)向件50即刻脹緊在摩擦件70的另一個(gè)內(nèi)端面也就是傳力摩擦面74上，以形成軸向力封閉式抵觸連接的方式，致使傳力摩擦機(jī)構(gòu)F2也同步接合，并將導(dǎo)向件50與摩擦件70直接連接成一個(gè)摩擦體。
于是，超越離合器Cl隨著空間楔形機(jī)構(gòu)的楔合而接合。由管狀基體60內(nèi)孔中的驅(qū)動(dòng)軸200傳入的來(lái)自諸如馬達(dá)的起動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩Mtl，分成經(jīng)由轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G和牽引摩擦機(jī)構(gòu)Fl傳遞的楔合摩擦轉(zhuǎn)矩M1,以及經(jīng)由傳力摩擦機(jī)構(gòu)F2直接傳遞的傳力摩擦轉(zhuǎn)矩 M2，分別傳遞給摩擦件70，再傳遞給與輪齒168嚙合的未示出的內(nèi)燃機(jī)飛輪外周面的輪齒。 其中，Mq = Mi+M2，且上述軸向脹緊力、楔合力和各摩擦力的大小，均完全自適應(yīng)地正比于Μι， 也就是Mtl。應(yīng)該指出的是，如上所述，超越離合器Cl僅在具有ζ < λ < ξ的設(shè)置中，可以獲得自適應(yīng)地相對(duì)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩過(guò)載打滑的防過(guò)載破壞功能，但前提是轉(zhuǎn)矩必需由導(dǎo)向件50向摩擦件70傳遞，也就是沿如上所述的路徑方向傳遞，而不是相反。當(dāng)原動(dòng)機(jī)被起動(dòng)后，也就是例如內(nèi)燃機(jī)的原動(dòng)機(jī)開始自驅(qū)動(dòng)后，其轉(zhuǎn)速的驟升必然導(dǎo)致它反過(guò)來(lái)對(duì)摩擦件70施以公知的加速驅(qū)動(dòng)，或稱反向拖動(dòng)。于是，超越離合器Cl即刻轉(zhuǎn)入超越轉(zhuǎn)動(dòng)工況。接著，在摩擦件70開始持續(xù)地具有沿圖3中箭頭P所指方向相對(duì)導(dǎo)向件50轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì)的初始瞬間，導(dǎo)向件50將開始相對(duì)中介件90作解除轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G的導(dǎo)向作用的轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，導(dǎo)向面M與94之間的法向壓力和轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G的轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向作用，將隨著兩導(dǎo)向面產(chǎn)生相互脫離接觸趨勢(shì)的一瞬間而同時(shí)消失。自然，基于該機(jī)構(gòu)G的軸向移動(dòng)/脹緊力的兩個(gè)摩擦機(jī)構(gòu)Fl和F2以及空間楔形機(jī)構(gòu)，將隨即分離或解楔。于是，超越離合器Cl結(jié)束接合并開始超越轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)，借助來(lái)自彈性預(yù)緊機(jī)構(gòu)或超越信息傳感機(jī)構(gòu)SO的轉(zhuǎn)動(dòng)阻力，摩擦件70將通過(guò)行星齒輪30，驅(qū)動(dòng)中介件90 —體地沿箭頭P所指方向相對(duì)導(dǎo)向件50空轉(zhuǎn)，直至兩者的非導(dǎo)向面96與56相互抵觸時(shí)為止。此后， 一方面，中介件90將跟隨導(dǎo)向件50 —體地相對(duì)摩擦件70沿R方向摩擦滑轉(zhuǎn)。另一方面， 隨著摩擦件70相對(duì)導(dǎo)向件50的空轉(zhuǎn)，行星齒輪30將開始自轉(zhuǎn)，并驅(qū)動(dòng)傳感環(huán)190相對(duì)摩擦件70沿箭頭P所指方向持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，端面齒192與71雙方的導(dǎo)向面周向抵觸后，傳感環(huán)190將自然地克服彈簧150的壓力并相對(duì)摩擦件70作反復(fù)的轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向運(yùn)動(dòng)。而在傳感環(huán)190第一次的軸向位移過(guò)程中，其中部的階梯端面194將軸向觸碰到設(shè)置在其移動(dòng)路徑中的常閉型供能開關(guān)的觸頭48，例如馬達(dá)開關(guān)，從而切斷例如馬達(dá)的起動(dòng)機(jī)電源，結(jié)束超越即停的起動(dòng)裝置Sl的整個(gè)起動(dòng)過(guò)程。該常閉型供能開關(guān)或馬達(dá)開關(guān)是起動(dòng)控制裝置的一部分，并固定連接在起動(dòng)裝置Sl殼體的內(nèi)壁上。其后，如公知的那樣，斷電/斷能后的超越離合器Cl，將沿例如箭頭E所指方向軸向移回到等待工位。傳感環(huán)190將在慣性轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)束之后恢復(fù)與摩擦件70的軸向接合。而即便轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G的周向自由度/間隙ε小至極端的零值，也不會(huì)影響端面齒192與71 的這種轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向式的軸向接合。因?yàn)?，兩者接合過(guò)程中，行星齒輪30是通過(guò)驅(qū)動(dòng)中介件90 進(jìn)而驅(qū)動(dòng)導(dǎo)向件50沿箭頭P所指方向相對(duì)摩擦件70空轉(zhuǎn)的，沒有楔合的任何可能。只要彈簧150的彈性力大到通過(guò)端面齒192與71的轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向作用，可以驅(qū)動(dòng)行星齒輪30自轉(zhuǎn)，并進(jìn)而通過(guò)中介件90驅(qū)動(dòng)導(dǎo)向件50相對(duì)摩擦件70沿箭頭P所指方向空轉(zhuǎn)的程度即可。當(dāng)然，端面齒192和71應(yīng)被最佳地設(shè)置成齒頂部不能具有穩(wěn)定對(duì)頂狀態(tài)的形狀，比如不具有齒頂平面。另外，為軸向轉(zhuǎn)動(dòng)靈活和易于裝配，轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G的軸向自由度/間隙δ應(yīng)最佳地大于零。容易明了，為降低超越離合器Cl的溜滑角和周向慣性沖擊，提升其動(dòng)作響應(yīng)性和靈敏性，上述自由度/間隙δ和ε設(shè)置得越小越好，且以ε無(wú)限趨于零最為理想。當(dāng)然，如果想要起動(dòng)裝置Sl也能應(yīng)對(duì)偶爾出現(xiàn)的自驅(qū)動(dòng)初始階段的意外反復(fù)，不因短暫的超越而停止起動(dòng)的話，上述周向自由度ε以及端面齒192和71之間的周向間距均應(yīng)該折中地大到一定的程度?；蛘?，將供能開關(guān)設(shè)置成延時(shí)型開關(guān)，設(shè)定一個(gè)例如0. 3 0. 6秒的延時(shí)閾值，只有在該供能開關(guān)被連續(xù)觸發(fā)至超過(guò)該閾值的情況下，才能認(rèn)定自驅(qū)動(dòng)已經(jīng)穩(wěn)定，并執(zhí)行斷能/斷電操作。至此不難發(fā)現(xiàn)，相較需要借助電測(cè)量技術(shù)方可確?；诜禽S向分離型超越離合器的起動(dòng)裝置可以實(shí)現(xiàn)超越即停目的的現(xiàn)有技術(shù)，依據(jù)本發(fā)明的起動(dòng)裝置Sl無(wú)疑更簡(jiǎn)單、更可靠、更及時(shí)和更經(jīng)濟(jì)。其同樣具有了無(wú)需針對(duì)具體起動(dòng)對(duì)象設(shè)定任何參數(shù)，且次次起動(dòng)次次超越即停的優(yōu)越性能。而且，因?yàn)槠渲械碾x合器Cl是基于全新技術(shù)原理的空間楔合式摩擦超越離合器，因而具有了包括可無(wú)級(jí)接合、分離轉(zhuǎn)矩和軸向尺寸較小且構(gòu)件較少在內(nèi)的理想超越離合器所應(yīng)具備的幾乎所有品質(zhì)，更使起動(dòng)裝置Sl因此獲得了使用這一種超越離合器，便可通用于所有功率、所有轉(zhuǎn)速范圍和所有應(yīng)用領(lǐng)域的普適能力。這里，有關(guān)空間楔合式摩擦超越離合器，有關(guān)其接近于理想的優(yōu)異品質(zhì)、各種變型以及其中的彈性預(yù)緊機(jī)構(gòu)、袋形構(gòu)件等等的更為詳細(xì)的說(shuō)明和結(jié)構(gòu)圖示，可參見上文所整體結(jié)合的兩項(xiàng)專利申請(qǐng)， 以及本申請(qǐng)人提出的中國(guó)專利申請(qǐng)201020563404. 9，此處不作進(jìn)一步說(shuō)明。應(yīng)順便指出的是，本申請(qǐng)并未給出起動(dòng)裝置Sl中的起動(dòng)控制裝置的電氣控制方案，因?yàn)楣夹g(shù)中具有大量的現(xiàn)成方案可供采用或參考，而無(wú)需進(jìn)行任何創(chuàng)造性的勞動(dòng)。 例如，本申請(qǐng)人于文獻(xiàn)CN101255841A中便公開有該裝置的電氣原理圖，該文獻(xiàn)的全文通過(guò)引用結(jié)合于此，故不再詳細(xì)說(shuō)明。容易想到，如果在傳力摩擦面58和74之間再軸向?qū)ΨQ地設(shè)置一個(gè)中介件90，并與導(dǎo)向件50及摩擦件70分別對(duì)稱地組成再一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G和牽引摩擦機(jī)構(gòu)F1，超越離合器Cl將失去傳力摩擦機(jī)構(gòu)F2，而具有兩個(gè)共用同一個(gè)摩擦件70的牽引摩擦機(jī)構(gòu)Fl。同樣不難想到的是，行星齒輪30也可以嚙合至導(dǎo)向件50的外周面的輪齒的方式， 來(lái)感知和傳遞超越信息。只是失去了共用一個(gè)彈簧的好處，而應(yīng)最佳地增設(shè)一個(gè)如圖4所示的彈簧150，以產(chǎn)生牽引摩擦力。而當(dāng)導(dǎo)向件50或中介件90被如上所述地設(shè)置成包括環(huán)狀袋形構(gòu)件/限力元件的組合構(gòu)件時(shí)，行星齒輪30就應(yīng)該改變?yōu)橹苯訃Ш现帘P形環(huán)狀摩擦件的外周面。另外，也可令可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接在軸向孔81中的行星軸38的軸頭部延伸至摩擦件70的端面之外，再利用固定連接至該軸頭部的另一行星齒輪傳遞超越轉(zhuǎn)動(dòng)的信息。有必要指出的是，除圖1和圖4所示之外，超越信息傳感機(jī)構(gòu)SO還可以是具有所述功能的任意機(jī)構(gòu)。例如，在具有封口功能的傳感環(huán)190的外周面上設(shè)置離心機(jī)構(gòu)，例如公知的包括離心重球、彈簧和連桿的機(jī)構(gòu)，以利用重球的徑向位移或連桿的軸向位移，觸碰常閉型供能開關(guān)的觸頭48。只是該離心機(jī)構(gòu)的動(dòng)作參數(shù)必需依據(jù)具體應(yīng)用對(duì)象的絕對(duì)超越轉(zhuǎn)速來(lái)設(shè)定，不能無(wú)條件通用，也不夠靈敏和及時(shí)。應(yīng)順便指出的是，不使用超越離合器也可以實(shí)現(xiàn)超越/起動(dòng)即停的目的。例如， 僅僅使用一個(gè)與驅(qū)動(dòng)軸200借助螺旋花鍵齒相連的小齒輪210，以及本申請(qǐng)人在專利文獻(xiàn) CN101255841A中公開的單向開關(guān)裝置，并按該文獻(xiàn)的指引進(jìn)行相關(guān)配置。當(dāng)然，最好將滑環(huán)槽218設(shè)置成軸向彈性定位在小齒輪210尾端外周面上的獨(dú)立環(huán)。這樣，利用原動(dòng)機(jī)的反向拖動(dòng)力便可致使小齒輪210產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向位移，從而觸發(fā)單向開關(guān)裝置，達(dá)成起動(dòng)即停的目的。
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實(shí)施例二 具有固定式驅(qū)動(dòng)齒輪的超越即停的起動(dòng)裝置S2如圖4、5A、5B所示，作為起動(dòng)裝置Sl的變型，起動(dòng)裝置S2與內(nèi)燃機(jī)始終驅(qū)動(dòng)地相連。為此，其中的超越離合器C2被兩個(gè)卡環(huán)184a、184b軸向限定在階梯狀驅(qū)動(dòng)軸200上，其小齒輪210因輪齒168被直接設(shè)置在摩擦件70的外周面上而與該摩擦件70同體，并與飛輪周面上的輪齒始終嚙合。相應(yīng)地，不再設(shè)置有包括滑環(huán)槽218在內(nèi)的整個(gè)軸向移動(dòng)機(jī)構(gòu)。 而為更好地適應(yīng)高轉(zhuǎn)速，還在入口 82的未被導(dǎo)向件50與中介件90填滿的剩余空間中，最佳地以互補(bǔ)方式設(shè)置有一個(gè)弧形平衡元件/配重塊40。該平衡元件40最佳地被貫穿于其中，并固定連接在摩擦件70的軸向孔中的至少一個(gè)螺釘176徑向定位。顯然，除用于定位之外，螺釘176還具有提升摩擦件70軸向剛度的功用。不同于起動(dòng)裝置Si，起動(dòng)裝置S2中的超越信息傳感機(jī)構(gòu)SO不再具有彈性預(yù)緊機(jī)構(gòu)的功能，該功能由獨(dú)立機(jī)構(gòu)提供，該預(yù)緊機(jī)構(gòu)主要包括一個(gè)由彈簧鋼絲制成的可軸向壓縮的環(huán)狀波形彈簧150。該彈簧150設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G內(nèi)徑側(cè)的管形腔中，也就是設(shè)置在導(dǎo)向齒52、92的內(nèi)端面與管狀基體60外周面，以及其間的導(dǎo)向件50與中介件90兩者相對(duì)的端面所限定出的管形空間內(nèi)，參見圖4。這樣，中介件90被持續(xù)地彈性抵觸在牽引摩擦面72上。而超越信息傳感機(jī)構(gòu)SO則是一個(gè)至少具有一對(duì)凸起和凹槽的軸向銷槽式嵌合機(jī)構(gòu)，其凸起146設(shè)置在軸向爪144頭部的周向一側(cè)，例如箭頭R所指方向一側(cè)，其凹槽設(shè)置在中介件90的內(nèi)周面上的徑向凸起68的周向一側(cè)，例如箭頭R所指方向一側(cè)。所述凸起 68徑向上納入位于管狀基體60相應(yīng)端面上的軸向延伸的基準(zhǔn)缺口 1 中。所述軸向爪144 最佳地均布在位于內(nèi)周面84b外端的傳感環(huán)140的內(nèi)周面上，并可滑動(dòng)地收納在位于驅(qū)動(dòng)軸200的較大直徑外周面的軸向槽204中，其頭部則不可旋轉(zhuǎn)但可軸向滑動(dòng)地連接在基準(zhǔn)缺口 1 中。為將超越狀態(tài)中的中介件90保持在不能入楔，也就是不能將導(dǎo)向件50及摩擦件70可驅(qū)動(dòng)地連接/楔合成一體的周向位置上，還最佳地在傳感環(huán)140與卡環(huán)184b之間設(shè)置有波形復(fù)位彈簧148。實(shí)際上，軸向槽204也可設(shè)置成基準(zhǔn)槽，以代替基準(zhǔn)缺口 126。如是，傳感環(huán)140與導(dǎo)向件50的連接便由直接變?yōu)殚g接了。為達(dá)成起動(dòng)即停的目的，轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G和超越信息傳感機(jī)構(gòu)SO等具有這樣的設(shè)置效果。即，在超越離合器C2的接合/楔合狀態(tài)中，徑向凸起68如圖5A所示地正好周向位于凸起146的軸向移動(dòng)路徑上，軸向抵觸至并阻擋住凸起146。此時(shí)，彈簧148應(yīng)最佳地處于未至極限的壓縮狀態(tài)。而在其超越狀態(tài)中，當(dāng)中介件90相對(duì)導(dǎo)向件50周向轉(zhuǎn)動(dòng)至非導(dǎo)向面96與56相抵觸之前，也就是徑向凸起68沿箭頭P所指方向，周向抵觸至基準(zhǔn)缺口 1 對(duì)應(yīng)側(cè)的內(nèi)壁面之前，徑向凸起68應(yīng)已經(jīng)結(jié)束對(duì)凸起146的軸向抵觸/阻擋，并致使凸起146可以軸向納入徑向凸起68與基準(zhǔn)缺口 1 的另一內(nèi)壁面之間所形成的凹槽，參見圖 5B。于是在圖5B所示狀態(tài)中，超越離合器C2將因其轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G的失效而失去接合的能力。顯然，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G的周向自由度ε必需大于零，且最佳地大于凸起146的周向?qū)挾人鶎?duì)應(yīng)的圓周角。起動(dòng)裝置S2具有與起動(dòng)裝置Sl基本相同的工作過(guò)程。按下起動(dòng)開關(guān)后，固定設(shè)置在起動(dòng)裝置S2殼體內(nèi)的電磁繼電機(jī)構(gòu)(未示出)，將因?yàn)榈秒姸S向拉動(dòng)與其連接的撥桿44，并通過(guò)抵觸至傳感環(huán)140內(nèi)端面的該撥桿44，驅(qū)動(dòng)該環(huán)140軸向移離超越離合器C2。在將凸起146軸向移出徑向凸起68的周向轉(zhuǎn)動(dòng)路徑，恢復(fù)超越離合器C2的接合能力之后， 還通過(guò)傳感環(huán)140的軸向移動(dòng)，按壓設(shè)置于該環(huán)140移動(dòng)路徑中的最佳地為常開型供能開關(guān)(未示出)的觸頭46，例如馬達(dá)開關(guān)，從而觸發(fā)該馬達(dá)開關(guān)以令馬達(dá)開始工作轉(zhuǎn)動(dòng)。其后，由于受到牽引摩擦機(jī)構(gòu)Fl的摩擦阻力的作用，中介件90將相對(duì)導(dǎo)向件50沿箭頭R所指方向轉(zhuǎn)動(dòng)，直至將后者與摩擦件70楔合成一個(gè)整體。此過(guò)程中，凸起68將同步地轉(zhuǎn)動(dòng)至軸向抵觸/阻擋住凸起146的如圖5A所示的周向位置，以阻止傳感環(huán)140的軸向復(fù)位移動(dòng)， 從而維持住傳感環(huán)140對(duì)觸頭46的軸向按壓，最終維持住常開型供能/馬達(dá)開關(guān)的觸發(fā)狀態(tài)和馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)。圖4所示工位即對(duì)應(yīng)于此時(shí)的驅(qū)動(dòng)傳力工況。顯然，上述電磁繼電機(jī)構(gòu)的電磁力應(yīng)該大于復(fù)位彈簧148的彈性力。而因?yàn)橐呀?jīng)無(wú)需和無(wú)關(guān)，所以，在超越離合器C2轉(zhuǎn)入驅(qū)動(dòng)傳力工況，也就是沿箭頭P所指方向楔合轉(zhuǎn)動(dòng)之后，可以通過(guò)操作者關(guān)閉起動(dòng)開關(guān)，或者由起動(dòng)控制裝置自動(dòng)執(zhí)行，例如借助延時(shí)開關(guān)， 以切斷對(duì)電磁繼電機(jī)構(gòu)的供電。而在內(nèi)燃機(jī)開始自驅(qū)動(dòng)后的超越離合器C2超越轉(zhuǎn)動(dòng)的初始時(shí)刻，隨著中介件90 的解楔以及被牽引摩擦機(jī)構(gòu)Fl的摩擦力的帶動(dòng)，其將即刻跟隨摩擦件70相對(duì)導(dǎo)向件50沿箭頭P所指方向超越轉(zhuǎn)動(dòng)，參見圖3，并抵達(dá)圖5B所示的位置。于是，凸起146將因中介件 90相對(duì)導(dǎo)向件50的超越轉(zhuǎn)動(dòng)而不再被徑向凸起68軸向抵觸/阻擋。因此，凸起146也就是傳感環(huán)140將被復(fù)位彈簧148驅(qū)動(dòng)得立即軸向移向摩擦件70，結(jié)束對(duì)供能/馬達(dá)開關(guān)的觸頭46的持續(xù)按壓狀態(tài)。于是，失去觸發(fā)壓力的供能/馬達(dá)開關(guān)，將立即切斷對(duì)馬達(dá)的供電，使馬達(dá)停轉(zhuǎn)，使起動(dòng)裝置S2在超越的同一時(shí)刻停止工作。不難想到，將起動(dòng)裝置S2中的傳感環(huán)140設(shè)置成滑環(huán)結(jié)構(gòu)，將撥桿44最佳地以撥叉形式設(shè)置于其滑環(huán)槽中，該撥桿44便可同時(shí)充當(dāng)供能/馬達(dá)開關(guān)的觸頭46，或者與該觸頭46直接軸向聯(lián)動(dòng)，以進(jìn)一步簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)。而且，此時(shí)還可以省去復(fù)位彈簧148，其功能可由電磁繼電機(jī)構(gòu)中的復(fù)位彈簧提供。進(jìn)一步地，卡環(huán)18 和184b也可以省去，只需將導(dǎo)向件 50以諸如過(guò)盈配合或D字形/軸非圓配合的連接形式，固定在驅(qū)動(dòng)軸200外周面上即可。同樣不難想到，起動(dòng)裝置S2可設(shè)置于內(nèi)燃機(jī)之內(nèi)或之外，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩也可經(jīng)由摩擦件70傳向驅(qū)動(dòng)軸200，例如用于行星減速型起動(dòng)裝置中的情形。另外，供能開關(guān)顯然可以具有機(jī)械開關(guān)、電子開關(guān)、繼電開關(guān)等任意所需形式。應(yīng)該指出的是，當(dāng)導(dǎo)向件50或中介件90變型為與環(huán)狀袋形件不可旋轉(zhuǎn)地相連的組合構(gòu)件時(shí)，例如，以設(shè)置如上文所述的力臂的方式與摩擦件70構(gòu)成空套在驅(qū)動(dòng)軸200上的組合構(gòu)件，超越信息傳感機(jī)構(gòu)SO便可穿過(guò)位于摩擦件70或所述力臂的相應(yīng)軸向基準(zhǔn)孔 /槽/缺口 126，設(shè)置在導(dǎo)向件50與中介件90的外周面上，或?qū)蛎娴膹较蛑g。S卩，傳感環(huán)140可通過(guò)設(shè)置在摩擦件70上的基準(zhǔn)孔126，間接地連接至導(dǎo)向件50或中介件90，而收納凸起146的凹槽，則設(shè)置在導(dǎo)向件50和中介件90中的沒有所述力臂的那個(gè)構(gòu)件上。當(dāng)然，此時(shí)應(yīng)在摩擦面72與104或者74與58之間，設(shè)置一個(gè)與驅(qū)動(dòng)軸200不可旋轉(zhuǎn)相連的盤形環(huán)狀摩擦環(huán)，以用作該變型的摩擦件。另外，上述銷槽式嵌合機(jī)構(gòu)也可以是徑向型的。 有關(guān)更詳細(xì)的結(jié)構(gòu)圖示和說(shuō)明可參見本申請(qǐng)人提出的中國(guó)專利申請(qǐng)201020563404. 9，以及上文所整體結(jié)合的兩項(xiàng)專利申請(qǐng)中的定向機(jī)構(gòu)D。為了環(huán)保和節(jié)能，要求車輛具有怠速-停機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)空轉(zhuǎn)功能。這要求起動(dòng)裝置最佳地與發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸建立恒久的單向驅(qū)動(dòng)連接，要求連接路徑中的超越離合器具有優(yōu)良的抗磨損性能并長(zhǎng)久保持其工作性能的穩(wěn)定。無(wú)疑，本發(fā)明及其超越離合器完全具備所有相關(guān)的性能要求，并且是實(shí)現(xiàn)此一目的的最佳選擇。關(guān)于起動(dòng)裝置或者其中的超越離合器與發(fā)動(dòng)機(jī)的配置關(guān)系，以及與其曲軸的驅(qū)動(dòng)連接關(guān)系或者具體結(jié)構(gòu)的詳細(xì)描述，請(qǐng)參閱全文結(jié)合于此的專利文獻(xiàn)CN1878950A和CNlOl 153576A，本申請(qǐng)不作進(jìn)一步說(shuō)明。
以上僅僅是本發(fā)明針對(duì)其有限實(shí)施例給予的描述和圖示，具有一定程度的特殊性，但應(yīng)該理解的是，所提及的實(shí)施例和附圖都僅僅用于說(shuō)明的目的，而不用于限制本發(fā)明及其保護(hù)范圍，其各種變化、等同、互換以及更動(dòng)結(jié)構(gòu)或各構(gòu)件的布置，都將被認(rèn)為未脫離開本發(fā)明構(gòu)思的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種超越即停的空間楔合式摩擦起動(dòng)裝置，包括起動(dòng)機(jī)，其用于產(chǎn)生起動(dòng)轉(zhuǎn)矩；小齒輪；超越離合機(jī)構(gòu)，其用于建立由所述起動(dòng)機(jī)至所述小齒輪的單向驅(qū)動(dòng)連接；以及起動(dòng)控制裝置，其具有超越信息傳感機(jī)構(gòu)，用以感知所述超越離合機(jī)構(gòu)是否超越轉(zhuǎn)動(dòng)， 并在所述超越離合機(jī)構(gòu)超越轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，斷開所述起動(dòng)機(jī)的能量供給以停止其工作轉(zhuǎn)動(dòng)；其特征在于，所述超越離合機(jī)構(gòu)是空間楔合式摩擦超越離合器。
2.按權(quán)利要求1所述的起動(dòng)裝置，其特征在于所述空間楔合式摩擦超越離合器包括繞一軸線回轉(zhuǎn)且可軸向接合的至少一個(gè)牽引摩擦機(jī)構(gòu)，其具有繞所述軸線回轉(zhuǎn)并均設(shè)置有摩擦面的中介件和摩擦件，以在該兩構(gòu)件間傳遞摩擦轉(zhuǎn)矩；為所述牽引摩擦機(jī)構(gòu)提供接合力并繞所述軸線回轉(zhuǎn)的至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，其具有繞所述軸線回轉(zhuǎn)并均設(shè)置有相應(yīng)導(dǎo)向面的導(dǎo)向件和所述中介件；其特征在于當(dāng)所述導(dǎo)向件和所述摩擦件被所述中介件可驅(qū)動(dòng)地連接成一個(gè)摩擦體時(shí)，所述導(dǎo)向件與所述中介件雙方的所述導(dǎo)向面之間的相互抵觸部位的升角λ，大于零且小于等于ξ， 即，0< λ ( ξ，其中，ξ是能夠令形成于所述抵觸部位的導(dǎo)向摩擦副自鎖的所述升角λ 的最大值。
3.按權(quán)利要求2所述的起動(dòng)裝置，其特征在于所述超越離合器包括兩個(gè)繞所述軸線回轉(zhuǎn)的摩擦機(jī)構(gòu)，其中一個(gè)是所述牽引摩擦機(jī)構(gòu)，其中另一個(gè)是與所述導(dǎo)向件和所述摩擦件至少不可旋轉(zhuǎn)地分別結(jié)合在一起的傳力摩擦機(jī)構(gòu)以及再一個(gè)所述牽引摩擦機(jī)構(gòu)中的一個(gè)。
4.按權(quán)利要求3所述的起動(dòng)裝置，其特征在于所述超越離合器還包括至少一個(gè)限力元件；以及所述導(dǎo)向件、所述中介件和所述摩擦件中的至多一個(gè)，是至少通過(guò)不可旋轉(zhuǎn)的連接方式包括所述限力元件的力封閉式組合構(gòu)件，以建立相互之間的軸向力封閉式抵觸連接。
5.按權(quán)利要求4所述的起動(dòng)裝置，其特征在于所述導(dǎo)向件、所述中介件、所述摩擦件和所述限力元件之一是袋形構(gòu)件，以建立相互之間的軸向力封閉式抵觸連接，其設(shè)置有繞所述軸線回轉(zhuǎn)的內(nèi)周面，以及位于該內(nèi)周面上的大致半周的周向凹槽和由所述袋形構(gòu)件的外周面連通至該周向凹槽的入口。
6.按權(quán)利要求1 5任一項(xiàng)所述的起動(dòng)裝置，其特征在于在所述超越離合器超越轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所述超越信息傳感機(jī)構(gòu)利用所述摩擦件相對(duì)所述導(dǎo)向件和所述中介件之一的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)感知超越信息，并以幾何位移方式傳遞該信息。
7.按權(quán)利要求1 5任一項(xiàng)所述的起動(dòng)裝置，其特征在于在所述超越離合器超越轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所述超越信息傳感機(jī)構(gòu)利用所述中介件相對(duì)所述導(dǎo)向件的有限的周向轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)感知超越信息，并以幾何位移方式傳遞該信息。
8.按權(quán)利要求6所述的起動(dòng)裝置，其特征在于所述超越信息傳感機(jī)構(gòu)包括可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在所述摩擦件外周面上的傳感環(huán)，其與所述袋形構(gòu)件之間設(shè)置有單向轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)；彈性元件，其持續(xù)地為所述單向轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)提供軸向彈性接合力；一組至少包括一個(gè)的相互嚙合的行星齒輪，其通過(guò)連接至所述袋形構(gòu)件的行星軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在所述入口中，以分別持續(xù)地嚙合至所述傳感環(huán)，以及所述中介件、所述導(dǎo)向件和所述摩擦件之一。
9.按權(quán)利要求7所述的起動(dòng)裝置，其特征在于所述超越離合器的所述轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的周向自由度大于零；所述超越信息傳感機(jī)構(gòu)是一個(gè)銷槽式嵌合機(jī)構(gòu)，其具有至少一個(gè)凸起和可對(duì)應(yīng)地收納該凸起的凹槽，二者分別設(shè)置在傳感環(huán)上，以及所述導(dǎo)向件和所述中介件中不與所述傳感環(huán)相連接的那個(gè)構(gòu)件上，所述傳感環(huán)不可旋轉(zhuǎn)但可軸向滑動(dòng)地至少間接連接至所述導(dǎo)向件和所述中介件之一；所述凸起僅在超越狀態(tài)中可以收納至所述凹槽，并致使所述中介件處于不能將所述導(dǎo)向件和所述摩擦件連接成一個(gè)摩擦體的周向位置上。
10.按權(quán)利要求8 9所述的起動(dòng)裝置，其特征在于所述起動(dòng)控制裝置還包括控制所述起動(dòng)機(jī)能量供給的供能開關(guān)，連接該供能開關(guān)的觸頭，被設(shè)置在所述傳感環(huán)響應(yīng)于所述超越離合器的超越轉(zhuǎn)動(dòng)的軸向移動(dòng)路徑上。
全文摘要
一種超越即停的起動(dòng)裝置，特征在于，其具有空間楔合式摩擦超越離合器。而最佳地，其起動(dòng)控制裝置中的超越信息感知機(jī)構(gòu)，可以依據(jù)該超越離合器在超越時(shí)所特有的連續(xù)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)系，或一次性的相對(duì)位移關(guān)系，具體設(shè)置為行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或銷槽式嵌合機(jī)構(gòu)，以在原動(dòng)機(jī)自驅(qū)動(dòng)后該超越離合器超越轉(zhuǎn)動(dòng)開始時(shí)，自動(dòng)完成行星機(jī)構(gòu)的自轉(zhuǎn)輸出，或者嵌合機(jī)構(gòu)的嵌合，從而以幾何位移的形式觸發(fā)停機(jī)開關(guān)，同步斷能并結(jié)束起動(dòng)裝置的起動(dòng)工作。該起動(dòng)裝置不使用任何電測(cè)量技術(shù)，可完全自適應(yīng)地通用于任意轉(zhuǎn)速和任意轉(zhuǎn)矩的原動(dòng)機(jī)，無(wú)需任何參數(shù)設(shè)置，長(zhǎng)壽命且低成本。
文檔編號(hào)F02N11/00GK102536576SQ201010624900
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者洪濤 申請(qǐng)人:洪濤