多段式大功率高速多片濕式離合器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]發(fā)明涉及一種濕式離合器，具體涉及一種應(yīng)用于飛機(jī)、動(dòng)車(chē)組及高速車(chē)輛的摩擦式離合器機(jī)構(gòu)，屬于機(jī)械傳動(dòng)與驅(qū)動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]離合器作為現(xiàn)代機(jī)械傳動(dòng)與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，其性能優(yōu)劣和設(shè)計(jì)水平的高低直接決定著傳動(dòng)系統(tǒng)的性能。隨著近現(xiàn)代飛機(jī)及地面機(jī)動(dòng)車(chē)輛機(jī)動(dòng)性、節(jié)能性等的迫切需求，離合器的設(shè)計(jì)及生產(chǎn)也被相應(yīng)提出了更高的要求。
[0003]離合器位于動(dòng)力裝置與負(fù)載機(jī)構(gòu)之間。在飛機(jī)/高速車(chē)輛行駛過(guò)程中，駕駛員或智能終端可根據(jù)需要結(jié)合或分離離合器的摩擦副，進(jìn)而使動(dòng)力裝置與負(fù)載機(jī)構(gòu)按需結(jié)合或分離，以實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的傳遞或切斷。
[0004]隨著公司和用戶對(duì)飛機(jī)/高速車(chē)輛性能要求的不斷提高、有關(guān)法律法規(guī)對(duì)車(chē)輛排放性要求的日漸嚴(yán)格，飛機(jī)和車(chē)輛設(shè)計(jì)中越來(lái)越多地采用高速發(fā)動(dòng)機(jī)、高功率密度變速器、高速車(chē)用電動(dòng)機(jī)及混合動(dòng)力系統(tǒng)來(lái)提高車(chē)輛的各項(xiàng)性能。因此，更高的相對(duì)轉(zhuǎn)速和更大的功率密度對(duì)離合器的性能和使用壽命等提出了更高的要求，濕式離合器以其特有的優(yōu)點(diǎn)和特性得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。
[0005]然而，隨著車(chē)輛傳動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速和功率密度的提高，現(xiàn)有濕式離合器已經(jīng)不能完全滿足當(dāng)下飛機(jī)/高速車(chē)輛的使用要求，成為了飛機(jī)/高速車(chē)輛系統(tǒng)的易損件之一，經(jīng)常由于摩擦副局部燒損、鋼片出現(xiàn)翹曲和裂紋等問(wèn)題而失效。引起這種現(xiàn)象的原因，主要是由于離合器在接合過(guò)程中，大量的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能，同時(shí)又由于接合時(shí)間短，散熱不能充分進(jìn)行，導(dǎo)致摩擦副表面溫度過(guò)高、摩擦材料溫差過(guò)大，進(jìn)而引起較大的熱應(yīng)力，從而產(chǎn)生表面形變。當(dāng)溫度或熱應(yīng)力超過(guò)材料許用極限，或系統(tǒng)處于熱彈性不穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，均將引起摩擦表面非均勻性物理場(chǎng)隨時(shí)間的指數(shù)式增長(zhǎng)，最終導(dǎo)致離合器摩擦界面出現(xiàn)局部高溫區(qū)域，從而對(duì)摩擦副表面產(chǎn)生破壞性作用，引起離合器性能下降甚至失效，導(dǎo)致嚴(yán)重的使用后果。
[0006]目前，國(guó)內(nèi)外很多離合器產(chǎn)品通過(guò)提高摩擦材料耐熱性能和離合器接合緩沖控制品質(zhì)，大大提高了離合器的工作可靠性和功率密度，但這樣對(duì)摩擦材料和摩擦元件制造工藝及控制提出了較高要求，無(wú)法徹底解決高速差與大摩擦轉(zhuǎn)矩不能兼顧的矛盾。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種多段式大功率高速多片濕式離合器，通過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了離合器的多工作段式工作，解決了高速差與大摩擦轉(zhuǎn)矩不能兼顧的矛盾，能夠滿足主被動(dòng)轉(zhuǎn)速差大于每分鐘5000轉(zhuǎn)，且傳遞摩擦功率大于500千瓦的飛機(jī)和高速車(chē)輛的使用需求。
[0008]一種多段式大功率高速多片濕式離合器，包括缸套、多個(gè)活塞和多組摩擦副，所述活塞和摩擦副同時(shí)安裝在缸套內(nèi)部，所述一個(gè)活塞對(duì)應(yīng)一組摩擦副并在缸套內(nèi)部形成一個(gè)工作段，每個(gè)工作段通過(guò)單獨(dú)充放油控制活塞對(duì)摩擦副正壓力的變化，實(shí)現(xiàn)一個(gè)工作段的摩擦轉(zhuǎn)矩輸出；工作段與工作段間進(jìn)行充放油交替匹配控制變化，最終實(shí)現(xiàn)離合器摩擦轉(zhuǎn)矩輸出的連續(xù)可控。
[0009]進(jìn)一步地，工作段為兩段時(shí)，活塞由內(nèi)活塞和外活塞組成，摩擦副由內(nèi)摩擦副和外摩擦副組成，還包括動(dòng)力輸出齒輪、內(nèi)擋板、外擋板、內(nèi)回位彈簧和外回位彈簧；
[0010]所述缸套的內(nèi)部為兩個(gè)同心的環(huán)形腔，其中心具有中心柱，中心柱為兩端開(kāi)放的圓柱形空腔，該空腔的內(nèi)圓周面上加工有與動(dòng)力輸入齒輪相配合的內(nèi)花鍵，所述兩個(gè)環(huán)形空腔的壁面上加工有沿周向均布的條形槽，該條形槽自缸套的開(kāi)放端沿軸向延伸，分別形成外油腔外齒和內(nèi)油腔外齒；所述缸套上加工有潤(rùn)滑油道、控制油道I和控制油道II，所述潤(rùn)滑油道貫通缸套的兩個(gè)端面，所述控制油道I貫通缸套的封閉端以及外環(huán)形腔，所述控制油道II貫通缸套的封閉端和內(nèi)環(huán)形腔；
[0011]所述內(nèi)摩擦副由內(nèi)摩擦副鋼片和內(nèi)摩擦副摩擦片組成，所述內(nèi)摩擦副鋼片的外圈上加工有與所述缸套上內(nèi)油腔外齒卡合的周向齒，所述內(nèi)摩擦副摩擦片的內(nèi)圈上加工有周向齒；
[0012]所述外摩擦副由外摩擦副鋼片和外摩擦副摩擦片組成，所述外摩擦副鋼片的外圈上加工有與所述缸套上外油腔外齒卡合的周向齒，所述外摩擦副摩擦片的內(nèi)圈上加工有周向齒；
[0013]所述動(dòng)力輸出齒輪為一端開(kāi)放的環(huán)形空腔結(jié)構(gòu)，其內(nèi)外環(huán)形壁面的上均加工有花鍵齒；
[0014]所述內(nèi)活塞和外活塞分別裝入缸套的內(nèi)外環(huán)形空腔中，內(nèi)活塞和外活塞分別與缸套的底面相抵觸，所述內(nèi)活塞與缸套的內(nèi)環(huán)形腔的底面之間形成內(nèi)充油腔，所述外活塞與缸套的外環(huán)形腔的底面之間形成外充油腔，所述缸套上的控制油道I和控制油道II分別與外充油腔和內(nèi)充油腔相通；所述動(dòng)力輸出齒輪的開(kāi)放端嵌入安裝在缸套內(nèi)，所述外摩擦副裝入由動(dòng)力輸出齒輪外環(huán)形壁面以及缸套外環(huán)形腔外壁面之間形成的環(huán)形空腔內(nèi)，所述外擋板對(duì)外摩擦副進(jìn)行軸向限位，外摩擦副鋼片上的周向齒與缸套上外油腔外齒卡合，外摩擦副摩擦片內(nèi)圈上的周向齒與動(dòng)力輸出齒輪外環(huán)形壁面上的外花鍵齒卡合；動(dòng)力輸出齒輪外環(huán)形壁面與缸套內(nèi)環(huán)形腔外壁面之間形成的環(huán)形腔內(nèi)固定連接外彈簧擋板，所述外回位彈簧沿該環(huán)形腔的周向均布，外回位彈簧的兩端分別與外活塞和外彈簧擋板相抵觸；
[0015]所述內(nèi)摩擦副位于缸套內(nèi)環(huán)形腔外壁面與動(dòng)力輸出齒輪內(nèi)環(huán)形壁面之間形成的環(huán)形空腔內(nèi)，所述內(nèi)擋板對(duì)內(nèi)摩擦副進(jìn)行軸向限位，內(nèi)摩擦副鋼片外圈上的周向齒與缸套上內(nèi)油腔外齒卡合，內(nèi)摩擦副摩擦片內(nèi)圈上的周向齒與動(dòng)力輸出齒輪內(nèi)環(huán)形壁面上內(nèi)花鍵齒卡合；內(nèi)彈簧擋板固定在所述缸套的中心柱與動(dòng)力輸出齒輪之間形成的環(huán)形空腔內(nèi)，內(nèi)回位彈簧的兩端分別與內(nèi)活塞和內(nèi)彈簧板相抵觸。
[0016]進(jìn)一步地，所述內(nèi)活塞和外活塞上均加工有泄油孔；若因?yàn)槊芊庑阅茉驅(qū)е禄钊刂朴颓粌?nèi)殘留部分液體，可通過(guò)離合器旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力將液體從油腔泄油孔排出。
[0017]有益效果:
[0018]1、本發(fā)明在動(dòng)力輸入、輸出的接合及切斷過(guò)程中，能夠達(dá)到轉(zhuǎn)矩輸出連續(xù)可控的設(shè)計(jì)要求，保證了啟動(dòng)及行駛過(guò)程的平穩(wěn)性和柔和性，顯著地提高了飛機(jī)/高速車(chē)輛行駛穩(wěn)定性及動(dòng)力輸出品質(zhì)；
[0019]2、本發(fā)明采用的多段式大功率高速多片濕式離合器結(jié)構(gòu)由于基于傳統(tǒng)制造工藝，采用小型化、輕量化的設(shè)計(jì)思想，能夠以緊湊的結(jié)構(gòu)保證離合器的高性能，達(dá)到了既能容納較高的相對(duì)轉(zhuǎn)速，又能提高較大功率密度的使用要求，符合當(dāng)下離合器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)代發(fā)展特征。
[0020]3、本發(fā)明采用的離合器多段式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可有效減少或避免大尺寸摩擦副接觸瞬間，因高速差而導(dǎo)致的后續(xù)摩擦副熱彈性力學(xué)結(jié)構(gòu)變形和熱力學(xué)燒蝕等問(wèn)題，滿足了飛機(jī)/高速車(chē)輛等在不同工況和使用要求下的驅(qū)動(dòng)需求。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為本發(fā)明的爆炸圖；
[0023]圖3為本發(fā)明缸套上潤(rùn)滑油道的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖4為本發(fā)明缸套上控制油道的結(jié)構(gòu)示意圖
[0025]其中，1-動(dòng)力輸入齒輪，2-缸套、3-外油腔外齒、4-內(nèi)油腔外齒、5-外摩擦副鋼片、
6-內(nèi)摩擦副鋼片、7-內(nèi)活塞、8-外活塞、9-泄油孔1、10-泄油孔I1、11-控制油道1、12-內(nèi)充油腔、13-動(dòng)力輸出齒輪、14-控制油道I1、15-外充油腔、16-內(nèi)回位彈簧、17-外回位彈簧、18-內(nèi)彈簧擋板、19-內(nèi)彈簧擋圈、20-外彈簧擋板、21-外彈簧擋圈，22-內(nèi)擋板，23-內(nèi)擋圈，24-外擋板，25-外擋圈、30-潤(rùn)滑油道、31-內(nèi)摩擦副、32-外摩擦副、33-外摩擦副摩擦片，34-內(nèi)摩擦副摩擦片。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖并舉實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0027]如附圖1和2所示，本發(fā)明提供了一種兩段式大功率高速多片濕式離合器，包括缸套2、內(nèi)活塞7、外活塞8、動(dòng)力輸出齒輪13、內(nèi)擋板22、外擋板24、內(nèi)回位彈簧16、外回位彈簧17、內(nèi)摩擦副31和外摩擦副32 ；
[0028]如附圖3和4所示，所述缸套2的內(nèi)部為兩個(gè)同心的環(huán)形腔，其中心具有中心柱，中心柱為兩端開(kāi)放的圓柱形空腔，該空腔的內(nèi)圓周面上加工有動(dòng)力輸入齒輪1，所述兩個(gè)環(huán)形空腔的壁面上加工有沿周向均布的條形槽，該條形槽自缸套的開(kāi)放端沿軸向延伸，分別形成外油腔外齒3和內(nèi)油腔外齒4 ;所述缸套2上加工有潤(rùn)滑油道30、控制油道I 11和控制油道II 14，所述潤(rùn)滑油道30貫通缸套的兩個(gè)端面，所述控制油道I 11貫通缸套的封閉端以及外環(huán)形腔，所述控制油道II 14貫通缸套的封閉端和外環(huán)形腔；
[0029]所述內(nèi)摩擦副31由內(nèi)摩擦副鋼片6和內(nèi)摩擦副摩擦片34組成，所述內(nèi)摩擦副鋼片6的外圈上加工有與所述缸套2上內(nèi)油腔外齒4卡合的周向齒，所述內(nèi)摩擦副摩擦片34的內(nèi)圈上加工有周向齒；
[0030]所述外摩擦副32由外摩擦副鋼片5和外摩擦副摩擦片33組成，所述外摩擦副鋼片5的外圈上加工有與所述缸套2上外油腔外齒3卡合的周向齒，所述外摩擦副摩擦片33的內(nèi)圈上加工有周向齒；
[0031]所述動(dòng)力輸出齒輪13為一端開(kāi)放的環(huán)形空腔結(jié)構(gòu)，其內(nèi)外環(huán)形壁面的上均加工有花鍵齒；
[0032]內(nèi)活塞I上加工有泄油孔I 9，外活塞8加工有泄油孔II 10。
[0033]如附圖1所示，所述內(nèi)活塞7和外活塞8分別裝入缸套2的內(nèi)外環(huán)形空