專利名稱：靜壓式可控離合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種關(guān)于離合器、特別是一種利用了容積式液壓泵所產(chǎn)生的流體壓力而使離合器的主、從動(dòng)軸產(chǎn)生接合或分離的靜壓式可控離合器。
離合器，是一種廣泛使用在動(dòng)力傳遞系統(tǒng)中的重要元件，其功能主要是按照動(dòng)力傳遞系統(tǒng)的工作要求，將從原動(dòng)機(jī)發(fā)出的機(jī)械能量切斷或接通至后續(xù)部分如變速箱或動(dòng)力執(zhí)行機(jī)構(gòu)等。
目前常用的離合器可大致分為可控式離合器及自動(dòng)式離合器兩大類。在可控式離合器中，其控制方式可分為電控，液控，氣控及機(jī)械控制等。從現(xiàn)在廣泛使用的可控式離合器的類型來看，主要有電磁式離合器、機(jī)械嵌合式離合器、摩擦式離合器等。由于這幾種離合器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作性能各有不同，故各自的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍也有所不同。
一般而論，電磁式離合器具有容易實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，過載性能好、接合柔和等優(yōu)點(diǎn)。但其缺點(diǎn)是功率密度較小、發(fā)熱量大及可靠性較差且需要一套電源系統(tǒng)等。與此相對應(yīng)，機(jī)械摩擦式離合器則具有功率密度較大、可靠性較高等優(yōu)點(diǎn)。但因其傳扭能力與摩擦面的幾何尺寸、摩擦系數(shù)及正壓力成正比，故在外形尺寸及摩擦系數(shù)一定的情況下，需要較大的彈簧力或多枚摩擦片才能產(chǎn)生較大的工作扭矩。對于使用在船舶、坦克、重型卡車、工程機(jī)械、煤礦機(jī)械等的大功率離合器，僅用人力已不能進(jìn)行操作，而需采用一套或液壓，或氣動(dòng)，或電動(dòng)或機(jī)械助力系統(tǒng)。盡管如此，由于上述優(yōu)點(diǎn)，目前在行走機(jī)械如汽車及摩托車中，仍主要采用摩擦式離合器。
至于液力偶合器，則被廣泛使用于自動(dòng)變速車輛及大功率原動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)系統(tǒng)中。后者的主要缺點(diǎn)在于分離不徹底、高效工作范圍較窄、平均工作效率低且體積龐大等。
對于使用于行走機(jī)械的離合器而言，一般希望離合器具有如下特性1.分離徹底，接合柔和，無沖擊且工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換平穩(wěn)；2.操作力或操作功??；3.熱衰減小即熱穩(wěn)定性好；4.抗沖擊及過載性能好；5.體積小，功率密度大；6.摩擦副的耐摩性好，壽命長；7.性能穩(wěn)定，可靠性高；8.成本低廉，維修更換方便；9.摩擦副沒有毒性粉塵逸出；10.操縱控制方便，即使對于大功率機(jī)型及遠(yuǎn)距離操縱，也勿需外加助力系統(tǒng)等。
但令人遺憾的是，現(xiàn)有的各種機(jī)械式摩擦離合器，不管是哪一種結(jié)構(gòu)形式，均只能滿足上述部分要求，無一例外。雖然世界各國的有關(guān)廠家及科研單位均投入了大量的人力物力不斷地進(jìn)行研究開發(fā)，但迄今為止，還沒有任何一個(gè)團(tuán)體或個(gè)人已開發(fā)出能同時(shí)滿足上述全部性能或大部分性能的離合器。
針對此種現(xiàn)狀，本發(fā)明的目的在于提供一種能滿足上述全部要求的新型靜壓可控式離合器。
發(fā)明的意圖是這樣實(shí)現(xiàn)的采用一臺(tái)靜壓式流體泵或者說容積式流體機(jī)械(從理論上說，所論靜壓流體泵的結(jié)構(gòu)可以是柱塞式，葉片式，齒輪式或其他型式，但實(shí)際上以雙作用柱塞式或雙作用葉片式結(jié)構(gòu)為最佳)，將流體泵的殼體部分與動(dòng)力輸入軸相連結(jié)，泵元素部分如缸體(轉(zhuǎn)子)、柱塞或葉片等則與動(dòng)力輸出軸相連。在流體泵的流體吸入口(低壓口)及流體排出口(高壓口)之間安設(shè)一個(gè)控制閥，以接通或切斷流體泵的高低壓口。當(dāng)控制閥處于連通位置時(shí)，流體泵的殼體(離合器的輸入軸)與轉(zhuǎn)子及柱塞(離合器的輸出軸)在幾乎沒有壓力或力矩作用的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)的離合器處于分離狀態(tài)。當(dāng)控制閥處于切斷位置時(shí)，由于流體泵的殼體(離合器的輸入軸)與泵元素之間的相對轉(zhuǎn)動(dòng)，會(huì)使流體泵的壓縮腔內(nèi)迅速產(chǎn)生(可以事先由溢流閥設(shè)定的)高壓，從而使流體泵的殼體與轉(zhuǎn)子之間產(chǎn)生作用扭矩即接合力矩，此時(shí)的情況相當(dāng)于離合器的接合狀態(tài)。
應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)的是在許多情況下，因?yàn)橐箅x合器具有很大的工作扭矩，僅靠流體泵本身的作用扭矩難以達(dá)到中、大功率離合器的傳扭要求。為解決這一問題，在本發(fā)明中采用了以下方法采用數(shù)塊摩擦盤，一部分摩擦盤為主動(dòng)摩擦盤，與流體泵的殼體作不可相對轉(zhuǎn)動(dòng)但可軸向位移的連接；另一部分摩擦盤為從動(dòng)摩擦盤，與流體泵的泵元素如缸體(轉(zhuǎn)子)等作不可相對轉(zhuǎn)動(dòng)但可軸向移動(dòng)的連接，主動(dòng)摩擦盤與從動(dòng)摩擦盤間隔安裝。然后，將從流體泵高壓口排出的高壓流體導(dǎo)入(可作軸向間隙補(bǔ)償?shù)?浮動(dòng)配流盤或其它適當(dāng)元件的密封高壓腔，該高壓腔的流體壓力可使上述主動(dòng)摩擦盤與從動(dòng)摩擦盤之間產(chǎn)生接合或分離，由此產(chǎn)生足夠大的摩擦扭矩。
對于小型離合器如小型汽車及摩托車用的離合器，為了使結(jié)構(gòu)簡單及體積小巧，可直接利用缸體(轉(zhuǎn)子)的兩側(cè)面作為從動(dòng)摩擦盤傳遞扭矩(如附圖
五所示)。
總而言之，在本發(fā)明中，將一個(gè)流體泵的殼體部分與離合器的輸入軸相連接，泵元素部分(轉(zhuǎn)子等)則同離合器的輸出軸相連接。當(dāng)控制閥切斷所論流體泵的高、低壓流體口時(shí)，由于輸入軸與輸出軸的相對轉(zhuǎn)動(dòng)，使泵壓縮區(qū)內(nèi)的流體受到壓縮而產(chǎn)生高壓，高壓流體一方面使流體泵本身產(chǎn)生相當(dāng)?shù)呐ぞ兀硪环矫?該高壓流體)被導(dǎo)入浮動(dòng)配流盤或其它有關(guān)零件的密封高壓腔內(nèi)，由此產(chǎn)生巨大的軸向壓力(該流體壓力代替?zhèn)鹘y(tǒng)離合器中的機(jī)械彈簧產(chǎn)生的軸向力或徑向作用力)，使(分別與主、從動(dòng)軸連接的)摩擦副之間產(chǎn)生接合，傳遞扭矩。
反之，當(dāng)控制閥將泵的高、低壓口接通時(shí)，動(dòng)力輸入軸及與此作旋轉(zhuǎn)固定的零件如主動(dòng)摩擦盤等，便可容易地相對于動(dòng)力輸出軸及與之作旋轉(zhuǎn)固定的零件如從動(dòng)摩擦盤轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳遞的切斷。這樣，控制離合器接合與分離的力僅為移動(dòng)控制滑閥或錐閥(或轉(zhuǎn)閥)所需的力，該力一般為彈簧式離合器所需控制力的百分之幾甚至更小。
由于所論控制滑閥或錐閥均可設(shè)計(jì)成液壓力平衡式結(jié)構(gòu)，故控制滑閥或錐閥所需的力很小。同時(shí)，因流體泵可產(chǎn)生高達(dá)數(shù)百巴的壓力且可將泄漏作得很小，故即使對于傳遞數(shù)千牛頓-米乃至更大力矩的離合器，所需的操縱力也完全可由人力提供而勿需任何外部助力系統(tǒng)。這意味著，本發(fā)明可大大節(jié)省系統(tǒng)成本，減少安裝空間，提高操縱性能尤其是遙控性能。同時(shí)，可避免有關(guān)輔件如離合器控制鋼繩、鉸接件及力臂系統(tǒng)構(gòu)成零件等的短期破損等問題。
值得一提的是為了避免離合器接合時(shí)產(chǎn)生所謂＂硬沖＂現(xiàn)象，在現(xiàn)有的機(jī)械摩擦式離合器一般多采用多級切向布置的減振彈簧的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。而在本發(fā)明中，只需通過調(diào)整控制閥的幾何形狀及工作特性等，便可得到不同的接合性能，保證即使在不使用任何彈性材料的情況下，仍能得到極為柔和的接合特性。
采用控制閥的另一個(gè)好處是，離合器的工作性能如接合與分離扭矩不會(huì)受轉(zhuǎn)速的影響。
將流體泵的殼體部分與離合器的主動(dòng)軸(輸入軸)相連接的原因，主要是考慮到盡量減少從動(dòng)軸部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量及減少離心力對離合器分離特性的不良影響。根據(jù)需要，也可將流體泵的殼體作為離合器的輸出軸、而轉(zhuǎn)子等則作為離合器的輸入軸連接安裝。
另一方面，為了保證離合器具有良好的過載性能即安全保護(hù)性能，在本發(fā)明中，采用了在流體泵的高壓出口設(shè)置溢流閥的方法。當(dāng)離合器所傳遞的扭矩值超過最大設(shè)定值時(shí)，溢流閥打開，離合器的主、從動(dòng)軸帶載打滑，這一特性正是行走機(jī)械包括汽車及摩托車所要求的。由于本發(fā)明可以用礦物油作為工作介質(zhì)及采用高<PV>值的材料作為摩擦副，故帶載打滑的時(shí)間可以大大超過現(xiàn)有的干式離合器。這就是說，本發(fā)明所提出的離合器不易產(chǎn)生燒盤現(xiàn)象。
對于某些要求過載后即自行切斷動(dòng)力傳遞的離合器，只要對本發(fā)明中的溢流閥的設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)稍加修改后即可得到。實(shí)際上，根據(jù)具體設(shè)計(jì)，可以得到動(dòng)力切斷后延時(shí)自動(dòng)恢復(fù)接合或只能人為恢復(fù)接合等特性的各種離合器。
利用溢流閥設(shè)定工作壓力即額定扭矩的另一個(gè)好處是對應(yīng)于一定范圍的使用扭矩如不同的車型或其他動(dòng)力傳遞系統(tǒng)，均可使用同一外型尺寸的離合器。這一點(diǎn)意味著；即使對于小批量、多品種定貨，也可方便地進(jìn)行大批量生產(chǎn)，十分有利于產(chǎn)品的系列化及降低生產(chǎn)成本。
如前所述，因?yàn)樵诒景l(fā)明中利用了靜壓式流體泵所產(chǎn)生的巨大流體壓力來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械彈簧力，從而使得控制摩擦副接合與分離的力可達(dá)很高的數(shù)量級，故即使采用摩擦系數(shù)低但耐磨性能好的(金屬)材料，也可傳遞很大的扭矩。由于金屬的熱穩(wěn)定性遠(yuǎn)高于非金屬材料如石棉基材料或合成塑料，故可保證離合器具有良好的高溫工作特性、很小的熱衰減及很高的耐磨性。這意味著既可降低生產(chǎn)成本，又可大大提高離合器的可靠性及延長離合器的使用壽命。
以行走車輛所用離合器為例，依據(jù)本發(fā)明而得到的離合器(磨擦片)的壽命至少可以是圓柱彈簧或膜片彈簧摩擦離合器的數(shù)倍乃至數(shù)十倍。
此外，因?yàn)榭蓪㈦x合器做成一個(gè)封閉式部件，當(dāng)采用油液作為工作流體時(shí)(濕式結(jié)構(gòu))，不會(huì)對環(huán)境及大氣產(chǎn)生任何有害磨屑粉塵或其他污染。
在將本發(fā)明用于行走車輛時(shí)，可將離合器外殼直接與飛輪連接，輸出軸與第一級變速箱之間則采用十字聯(lián)軸節(jié)或其他適當(dāng)?shù)穆?lián)軸器聯(lián)接。這樣一方面可大大降低傳動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)與噪音，另一方面可保證在不移動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱的前提下，對離合器進(jìn)行維修與保養(yǎng)，從而可顯著地降低人工成本及縮短維修時(shí)間。
作為使用在本發(fā)明中的工作流體，可采用油、高水基流體、水、空氣或其它任何一種適當(dāng)?shù)牧黧w。具體采用哪一種流體，可根據(jù)對離合器的使用要求而定。
與現(xiàn)有的各種可控式離合器包括廣泛使用在行走機(jī)械中的摩擦式離合器相比，本發(fā)明具有體積小，重量輕，結(jié)合柔和，無沖擊，操作功小，反應(yīng)快，操縱特性好及易于進(jìn)行遠(yuǎn)距離控制，壽命長，熱衰減小，加工及維修成本低，可方便地組織大規(guī)模生產(chǎn)及系列化，無磨屑污染等一系列顯著優(yōu)點(diǎn)。
依據(jù)本發(fā)明提出的靜壓式可控式離合器實(shí)施例由附圖一～附圖五給出。
附圖一表示了靜壓式可控離合器的原理及結(jié)構(gòu)示意圖；附圖二～附圖四為依據(jù)本發(fā)明提出的中、大型功率離合器的實(shí)施例；附圖五則為本發(fā)明用于小功率離合器的實(shí)施例。
下面，結(jié)合附圖一～附圖五詳細(xì)說明依據(jù)本發(fā)明所提出的靜壓式可控離合器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作原理等。
如附圖一所示，為了較直觀地說明有關(guān)工作原理，此處采用了雙作用葉片泵作為代表結(jié)構(gòu)。離合器主要由殼體(01)，定子(02)，轉(zhuǎn)子(04)，從動(dòng)軸(05)，浮動(dòng)配流盤(06)，浮動(dòng)側(cè)板(08)，主動(dòng)摩擦板(09)，從動(dòng)摩擦板(10)，兩個(gè)軸承(14)，葉片(31)，溢流閥(RV)，控制閥(CV)，控制拉桿(0D)，回程彈簧(0E)，低壓油管(0F)，高壓油管(0G)等零件組成。為了盡量減少從動(dòng)軸系的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，將殼體(01)，主動(dòng)摩擦板(09)與主動(dòng)軸側(cè)如發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪相連接，從動(dòng)軸(06)則與轉(zhuǎn)子(04)及從動(dòng)摩擦板(10)相連接。
當(dāng)控制閥(CV)處于＂A″工作位置時(shí)，盡管由于殼體(01)相對于轉(zhuǎn)子(04)及葉片(31)有相對轉(zhuǎn)動(dòng)而使油腔＂I＂，＂III＂有產(chǎn)生高壓的趨勢，但由于高、低壓油路(0F)及(0G)相通而使流體循環(huán)流動(dòng)，故無法在離合器(葉片泵)內(nèi)產(chǎn)生足夠的壓力，從而無法使泵本身及主動(dòng)摩擦板(08)與從動(dòng)摩擦板(10)之間產(chǎn)生足夠的接合力，最終使得殼體(01)及與之具有剛性轉(zhuǎn)動(dòng)連接的零部件如主動(dòng)摩擦板(09)等，相對于轉(zhuǎn)子(04)及有關(guān)零部件如葉片(31)，從動(dòng)摩擦板(10)及從動(dòng)輸出軸(05)等自由轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)意味著離合器處于分離狀態(tài)。
當(dāng)控制閥(CV)的＂B＂位進(jìn)入工作狀態(tài)時(shí)，高低壓油路被切斷，圖中所示腔＂I＂、＂III＂中的壓力迅速升高，與＂I＂、＂III＂兩腔相通的浮動(dòng)配流盤(06)及浮動(dòng)側(cè)板(08)之間的壓力腔＂V＂中的壓力也同時(shí)升高。于是，浮動(dòng)配流盤推動(dòng)轉(zhuǎn)子(04)、主動(dòng)摩擦板(09)及從動(dòng)摩擦板(10)向左移動(dòng)，最后產(chǎn)生足夠的軸向接合力，使(與傳動(dòng)系主動(dòng)軸相連接的)殼體(01)及有關(guān)零件帶動(dòng)(與傳動(dòng)系從動(dòng)軸相連接的)轉(zhuǎn)子(04)及有關(guān)零件一起轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)的工作狀態(tài)即是離合器的接合狀態(tài)。
為了防止流體泵的高壓腔壓力過高及由此而產(chǎn)生的原動(dòng)機(jī)過載如發(fā)動(dòng)機(jī)熄火等不良現(xiàn)象發(fā)生，在本發(fā)明中，采用了一個(gè)壓力可自由設(shè)定的溢流閥(RV)。當(dāng)流體泵高壓腔壓力升高至溢流閥的工作壓力時(shí)，溢流閥芯自動(dòng)開啟，將由流體泵高壓腔排出的高壓流體溢流回離合器殼體中的空間(該空間相當(dāng)于一個(gè)小流體箱)，此時(shí)的工作狀態(tài)相當(dāng)于帶載打滑，即在主、從動(dòng)軸之間雖然作用有相當(dāng)大的扭矩且主動(dòng)軸高速旋轉(zhuǎn)，但從動(dòng)軸部分并不轉(zhuǎn)動(dòng)或僅以微小轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)。
附圖二及附圖三表示了一種可傳遞中、大扭矩的靜壓可控式離合器的剖視圖，附圖三為附圖二中的C-C剖視圖。在該離合器中，采用了雙作用徑向柱塞泵作為力源裝置，殼體中的工作介質(zhì)為礦物油。
離合器主要由殼體(01)，定子(02)，數(shù)個(gè)柱塞(03)，轉(zhuǎn)子(04)，花鍵輸出軸(05)，浮動(dòng)配流盤(06)，浮動(dòng)側(cè)板(08)，主動(dòng)摩擦板(09)，從動(dòng)摩擦板(10)，兩根整體式柱塞回程彈簧(11)，蓋板(12)，定位銷(13)，兩個(gè)輸出軸軸承(14)，分離軸承(15)，溢流閥(RV)，溢流閥芯(07)，控制閥體(CV1)，控制閥芯(CV2)，控制壓板(CP)，控制壓板回程彈簧(CS)，控制滑套(16)，撥動(dòng)銷(17)，控制撥叉(18)等零件組成。
圖中的零部件如從動(dòng)摩擦盤(10)，轉(zhuǎn)子(04)及數(shù)個(gè)柱塞(03)，花鍵輸出軸(05)等剛性聯(lián)結(jié)，構(gòu)成從動(dòng)部分或稱從動(dòng)系。
不轉(zhuǎn)動(dòng)的零部件為控制滑套(16)，撥動(dòng)銷(17)，控制撥叉(18)等。
其他零件如殼體(01)，蓋板(12)，主動(dòng)摩擦盤(09)，定子(02)，浮動(dòng)配流盤(06)，浮動(dòng)側(cè)板(08)，溢流閥(RV)，控制閥(CV)，控制壓板(CP)，控制壓板回程彈簧(CS)等則構(gòu)成主動(dòng)部分或稱主動(dòng)系。
下面以該離合器使用在汽車傳動(dòng)系統(tǒng)中的情況為例，討論其工作原理。
為了盡量減少從動(dòng)軸系的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，將靜壓離合器的主動(dòng)系通過殼體(01)直接與發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪相連接，從動(dòng)系的花鍵輸出軸(05)則與后面的變速箱輸入軸(30)(圖中未畫出)相聯(lián)接。
當(dāng)離合器各零部件處于圖示位置時(shí)，因?yàn)榭刂崎y及溢流閥均處于關(guān)閉位置，故離合器為接合狀態(tài)。此時(shí)，設(shè)花鍵輸出軸(05)等與變速箱輸入軸(30)等汽車的從動(dòng)軸系處于靜止?fàn)顟B(tài)。如設(shè)發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪旋轉(zhuǎn)，則離合器殼體等便會(huì)相對于柱塞(03)及轉(zhuǎn)子(04)等零件轉(zhuǎn)動(dòng)。由于轉(zhuǎn)子與柱塞接觸的內(nèi)表面為橢圓形面，故將在相對運(yùn)動(dòng)過程中，使柱塞產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)，即構(gòu)成一個(gè)雙作用徑向柱塞泵。由該泵輸出的高壓油，推動(dòng)浮動(dòng)配流盤(06)向圖中的左側(cè)作軸向運(yùn)動(dòng)，使得轉(zhuǎn)子(04)的兩個(gè)圓環(huán)形側(cè)面、從動(dòng)配流盤的兩個(gè)圓環(huán)形側(cè)面分別與主動(dòng)部分零件的對應(yīng)平面產(chǎn)生很大的軸向流體壓力＂Fz＂及摩擦扭矩，迫使離合器的主、從動(dòng)部分同步運(yùn)轉(zhuǎn)。
如果泵的泄漏量為零，則可保證離合器主、從動(dòng)系在接合過程完成后的轉(zhuǎn)速完全相同。
與此相對應(yīng)，當(dāng)控制撥叉(18)通過撥動(dòng)銷(17)，分離軸承(15)，控制壓板(CP)及控制閥芯(CV2)等零件往左運(yùn)動(dòng)到一定距離后，控制閥逐漸將泵的高低壓油路接通，使流體壓力消失，由此導(dǎo)致主、從動(dòng)零件之間的軸向流體壓力＂Fz＂及接合扭矩接近于零，從而使得兩部分脫離接合，產(chǎn)生相對運(yùn)動(dòng)。此時(shí)的工作狀態(tài)即是離合器的分離狀態(tài)。
顯然，調(diào)整控制閥的開閉特性，便可得到接合性能十分柔合的控制特性，而這是其他機(jī)械摩擦式離合器所無法得到的。
在上述實(shí)施例中，因?yàn)檗D(zhuǎn)子及柱塞等是作為從動(dòng)系而同齒輪變速箱相聯(lián)接的，故保證柱塞在任何情況下均能同定子的橢圓形內(nèi)表面接觸便成為一個(gè)重要問題。為此，在本發(fā)明中，在柱塞兩側(cè)采用了兩根封閉型柱塞回程彈簧(11)，參看附圖三。
為了防止因各種意外原因而導(dǎo)致流體泵的高壓腔壓力過高，從而引起原動(dòng)機(jī)過載而熄火等不良現(xiàn)象發(fā)生，在本發(fā)明中，采用了一個(gè)壓力可自由設(shè)定的溢流閥(RV)。當(dāng)流體泵高壓腔壓力升高至溢流閥的工作壓力時(shí)，溢流閥閥芯(07)自動(dòng)開啟，將流體泵高壓腔排出的高壓流體溢流回離合器殼體中的空間(該空間相當(dāng)于一個(gè)小流體箱)，此時(shí)的工作狀態(tài)相當(dāng)于帶載打滑，即在主、從動(dòng)軸之間雖然作用有相當(dāng)大的扭矩且主動(dòng)軸高速旋轉(zhuǎn)，但從動(dòng)軸部分并不轉(zhuǎn)動(dòng)或僅以微小轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)。
調(diào)整溢流閥的開啟壓力，便可得到不同的傳扭能力。這對制造同一外形尺寸但額定工作扭矩卻不同的離合器系列產(chǎn)品是極為有利的。
對于需雙向旋轉(zhuǎn)的靜壓式可控離合器，只要在泵的吸排油口之間安設(shè)四個(gè)單向閥即可。
流體泵的配流形式，根據(jù)具體結(jié)構(gòu)，既可以是平面(軸向)配流，也可以是柱面(徑向配流)。
除了采用礦物油作為離合器的工作介質(zhì)以外，還可采用高水基流體、水乃至空氣等各種流體作為工作介質(zhì)。
為了進(jìn)一步減少離合器接合時(shí)所產(chǎn)生的硬沖及在離合器內(nèi)使流體形成對散熱及潤滑有利的循環(huán)流動(dòng)，在有關(guān)摩擦面上開設(shè)了數(shù)條螺旋槽。由此構(gòu)成一種承載能力與間隙大小密切有關(guān)的螺旋槽動(dòng)壓軸承及簡易循環(huán)油泵。一方面保證在高速接合時(shí)摩擦面不會(huì)產(chǎn)生粘燒，另一方面使流體沿所定路徑在離合器內(nèi)部作循環(huán)流動(dòng)，以將在內(nèi)部產(chǎn)生的局部高溫迅速有效地散發(fā)到殼體及周圍空氣中。螺旋槽板的典型形狀如附圖四所示。
對于直徑較大的摩擦平面，可在其中部開設(shè)一個(gè)深度不大的沉孔，使摩擦面為一個(gè)徑向?qū)挾冗m中的圓環(huán)面。這樣做的好處既可保證產(chǎn)生足夠的摩擦力矩，又可減少平面的加工難度等。
若需進(jìn)一步減小因運(yùn)動(dòng)面之間的剪切流動(dòng)而產(chǎn)生的摩擦損失即使分離更為徹底，可在除配流平面以外的各摩擦平面之間，安設(shè)分離彈簧。
由于本發(fā)明所論離合器體積可做得特別小，解決熱平衡及提高熱容量便成了一個(gè)較為重要的問題。為此，可在殼體外部設(shè)置散熱翅片，這些散熱翅片將使空氣產(chǎn)生沿軸向(徑向)或混流式的高速流動(dòng)，從而構(gòu)成一個(gè)軸向或混流式散熱風(fēng)機(jī)(實(shí)施例中未畫出)。
為了降低殼體上或定子上橢圓形內(nèi)孔的加工成本，可采用以下方法先在殼體上或定子上加工出一個(gè)橢圓形內(nèi)孔，然后將一個(gè)當(dāng)量直徑的薄壁圓筒壓入即可。這樣，便將磨削橢圓孔的工序改變成了磨削薄壁筒的工序。一來可使加工大為簡化，二來使定子內(nèi)表面磨損后便于更換。
當(dāng)采用液體如礦物油等作為本發(fā)明中所論離合器的工作介質(zhì)時(shí)，應(yīng)采用具有可靠性高、壽命長的旋轉(zhuǎn)軸油封或機(jī)械密封。
附圖五表示了一種工作扭矩不大的靜壓可控式離合器的結(jié)構(gòu)示意圖。與前述實(shí)施例所不同的是在本實(shí)施例中，沒有附加的主、從動(dòng)摩擦盤，而是直接利用雙作用徑向柱塞泵轉(zhuǎn)子兩側(cè)的平面作為摩擦傳扭面。因?yàn)槠渌矫婊就綀D二中所示實(shí)施例相同，故不在此贅述。
除了行走機(jī)械以外，由本發(fā)明提出的靜壓可控式離合器還可以使用在其他許多動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中，如礦山機(jī)械，煤礦機(jī)械，冶金機(jī)械，造紙機(jī)械，化工機(jī)械，食品機(jī)械，制藥機(jī)械等。
順便指出，只要對本發(fā)明中所列實(shí)施例結(jié)構(gòu)作部分改動(dòng)，便可制造出其他類型的各種自動(dòng)離合器如靜壓式速度感應(yīng)型自動(dòng)離合器，靜壓式扭矩感應(yīng)型自動(dòng)離合器，靜壓式速度扭矩同時(shí)感應(yīng)型自動(dòng)離合器及其他派生、組合產(chǎn)品。
權(quán)利要求
＂靜壓式可控離合器＂，主要由殼體(01)，定子(02)，數(shù)個(gè)柱塞(03)，轉(zhuǎn)子(04)，花鍵輸出軸(05)，浮動(dòng)配流盤(06)，浮動(dòng)側(cè)板(08)，主動(dòng)摩擦板(09)，從動(dòng)摩擦板(10)，兩根整體式柱塞回程彈簧(11)，蓋板(12)，定位銷(13)，兩個(gè)輸出軸軸承(14)，分離軸承(15)，溢流閥(RV)，溢流閥芯(07)，控制閥體(CV1)，控制閥芯(CV2)，控制壓板(CP)，控制壓板回程彈簧(CS)，控制滑套(16)，撥動(dòng)銷(17)，控制撥叉(18)等零件組成，其結(jié)構(gòu)特征是
1.在離合器中設(shè)置了一個(gè)靜壓式流體泵，控制該泵高、低壓口的導(dǎo)通或關(guān)閉而使離合器的動(dòng)力輸入部分與其動(dòng)力輸出部分產(chǎn)生接合或分離。
2.根據(jù)權(quán)利要求＂1＂所述的離合器，其特征是靜壓式流體泵為雙作用徑向柱塞式。
3.根據(jù)權(quán)利要求＂1＂所述的離合器，其特征是在離合器內(nèi)，設(shè)置了至少一個(gè)控制高、低壓流體導(dǎo)通或關(guān)閉的流體控制閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求＂1＂所述的離合器，其特征是在離合器內(nèi)，設(shè)置了至少一個(gè)限定流體泵最高工作壓力的溢流閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求＂1＂所述的離合器，其特征是在流體泵中采用了浮動(dòng)配流盤。
6.根據(jù)權(quán)利要求＂1＂所述的離合器，其特征是在離合器的外殼上，設(shè)置了散熱翅片。
7.根據(jù)權(quán)利要求＂1＂所述的離合器，其特征是在離合器內(nèi)的摩擦平面上，開設(shè)了數(shù)條螺旋槽。
8.根據(jù)權(quán)利要求＂1＂所述的離合器，其特征是在流體泵中的柱塞兩側(cè)，設(shè)置了封閉式回程彈簧。
9.根據(jù)權(quán)利要求＂1＂所述的離合器，其特征是流體泵中定子上的橢圓形內(nèi)表面為嵌套式結(jié)構(gòu)。
全文摘要
“靜壓式可控離合器”，是一種廣泛使用在動(dòng)力傳遞系統(tǒng)中的重要元件。其主要特點(diǎn)是將一臺(tái)靜壓式流體泵的泵元素分別與離合器主、從動(dòng)部分相連接，通過控制流體泵高、低壓口流體的導(dǎo)通或關(guān)閉而使離合器產(chǎn)生分離或接合。從而即使對于大扭矩的離合器，也僅需很小的操作力。本發(fā)明具有體積小、結(jié)合柔和無沖擊，操作力小，反應(yīng)快，操縱特性好及易于進(jìn)行遠(yuǎn)距離控制，壽命長，熱衰減小，加工及維修成本低，無磨屑污染等一系列顯著優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號F16D25/00GK1144308SQ95102228
公開日1997年3月5日 申請日期1995年4月5日 優(yōu)先權(quán)日1995年4月5日
發(fā)明者杜長春 申請人:杜長春