CN1003320B - 主要用于机动车辆上的圆盘摩擦离合器 - Google Patents

Abstract

一种主要用于机动车辆上的圆盘摩擦离合器，其主动部件和从动部件之间有切向的扭矩传递弹簧，在弹簧至少一端和支承面之间具有联接元件，它与至少一个摩擦元件呈压紧状态，摩擦元件的摩擦表面靠紧在主动部件或从动被件上，并且该联接元件***于由主动部件、扭矩传递弹簧和从动部件组成的扭矩传递***中，以使摩擦元件抵住主动部件或从动部件中的一个，而该联接元件则位于扭矩传递弹簧和主动部件或从动部件中的另一个之间。

Description

主要用于机动车辆上的圆盘摩擦离合器

本发明涉及主要用在机动车辆和其它任何由内燃机驱动的设备上的圆盘摩擦离合器。

众所周知，在一般的机动车辆的圆盘摩擦离合器中，主动盘和轮毂之间有一扭矩传递弹簧。因此，在传动过程中主动盘和轮毂可能发生相互干扰振动，从而，对这类装置应考虑减振。对此，现在用其数值固定或与转速成比例的阻尼来减振。

如果阻尼在整个转速范围内均为一常数，则仅当所传递的扭矩在一特定范围时，才能得到理想的减振效果，否则***将产生过量阻尼或减振效果不理想。常数阻尼的另一个缺陷在于，使用过程中当阻尼调到最佳值时，结构元件的磨损会不断加剧。

在阻尼随转速而变化的情况下，在转速范围内发现了许多节点。在这些节点上，认为阻尼作用是理想的，因为，随着转速的增加，与转速所产生的离心力成正比的阻尼力矩的大小会与传递扭矩所需之阻尼相对应。这种阻尼作用主要在于当发动机以较低的转速旋转而发动机的传递扭矩呈向最大扭矩上升特性时才有效用。

显然，这些技术解决方案并没有达到一个令人满意的减振效果。其原因在于：在力矩传递过程中振幅的大小总是与振源，如发动机的主要力矩成比例。根据苏联专家彼·依万诺夫（B·Ivanov）的理论，在机动车辆传动***中，所需阻尼转矩M_T的大小应为：

M_T＝π·R·K·Z·M

其中：

R：最佳阻尼比例因数。

K：实验蛇形振荡曲线结点的频率。

Z：谐波振荡的偏移系数。

M：发动机存在的“扰动”扭矩。

从公式来看，很明显，阻尼转矩绝对与传递力矩成比例。在法国第FR-PS2，449，822号专利中，为试图满足阻尼转矩与传递力矩之间的这种要求，采用了一个有多重减振***的圆盘摩擦离合器。

由于偏移程度与传递扭矩成比例，根据偏移量的大小，单阻尼装置开始依次发生作用。这种方案的不足之处在于：每个阻尼程度之间的转换不是无级的，而是有间断。此外，其结构非常复杂。

因此，发明的目的就是研制一种圆盘摩擦离合器，使传动扭振的衰减在负载每一变化范围内都达到最佳值，并与传递的扭矩成比例。

本发明基于能够用简单的设施感应到传递扭矩的大小，并将其转换为阻尼力矩。

本发明涉及主要用于机动车辆的圆盘摩擦离合器。此圆盘摩擦离合器在其主动部件与从动部件之间安装有切向扭矩传递弹簧，并且，在至少一个扭矩传递弹簧的至少一端和支承面之间具有联接元件，此联接元件与至少一个摩擦元件呈压紧状态，摩擦元件的摩擦表面靠紧主动部件或从动部件;所述的联接元件***力矩传递***，此传递***由主动部件、扭矩传递弹簧和从动部件组成。该联接元件的***使得所述的摩擦元件抵住主动部件或从动部件中的一个，而该联接元件则位于扭矩传递弹簧与主动部件或从动部件中的另一个之间。

作为圆盘摩擦离合器的一个推荐的实施方式，除扭矩传递弹簧之外，联接元件还应与一个与扭矩传递弹簧平行安装的带有预紧力的弹簧而处于压紧状态。

根据本发明，圆盘摩擦离合器的联接元件可以是一切向安装的张紧楔形块，摩擦元件的背端靠紧此楔形块的倾斜面。

根据本发明，圆盘摩擦离合器的摩擦元件可以靠紧在弹簧盖板的内表面。

根据本发明，圆盘摩擦离合器的摩擦元件可以靠紧在轮毂的外壳。

根据本发明，圆盘摩擦离合器可以有至少两个背靠背安置的摩擦元件。

根据本发明，圆盘摩擦离合器可以有两个背对背安置的摩擦元件，它们靠紧弹簧套侧边的内表面。

根据本发明，圆盘摩擦离合器可以是这样，其中背对背安装的一个摩擦元件靠紧轮毂的外壳面，另一摩擦元件靠紧弹簧盖板罩套的内表面。

根据本发明，圆盘摩擦离合器可以是这样，其中联接元件与摩擦元件形成一整体式结构。

根据本发明，可以认为圆盘摩擦离合器中，至少一个扭矩传递弹簧带有两组联接元件和摩擦元件，并且这两组元件分别位于扭矩传递弹簧的两端。

此处，将以一些推荐实施方式做为例子，借助于下述附图，对发明作进一步详细说明：

图1是圆盘摩擦离合器的侧视图;

图2是图1所示圆盘摩擦离合器的剖面图;

图3是该圆盘摩擦离合器的另一个局部剖视图;

图4是表示衰减特性的曲线图;

图5和图6是根据本发明圆盘摩擦离合器另一个实施方式的侧视图和局部剖视图;

图7、图8和图9是本发明的第三个实施方式的侧视图，剖开后的部分视图和局部剖视图;

图10和图11是本发明第四个实施方式的侧视、局部剖视图。

图1，图2和图3示出了圆盘摩擦离合器的结构布置。

弹簧盖板3和4用铆钉2固定在轮毂1上。弹簧盖板在其凸缘边缘用铆钉5铆住，以防止弹簧盖板翘曲变形。

主动盘6安装在轮毂1上，并可以旋转，承载盘7和8位于主动盘6的两侧，并用铆钉9将它们联接在一起。承载盘完全占据了弹簧盖板的空间。衬片10用铆钉11与主动盘6相联接。与一般的机动车辆类似，圆盘摩擦离合器的主动部件有主动盘6并配有衬片10以及承载盘7和8，而从动部件是轮毂1和弹簧盖板3和4。

在弹簧盖板3、4及在由承载盘7和8夹着的主动盘6上，都有由一开口形成的槽，扭矩传递弹簧就装配在这个槽里。

在扭矩传递弹簧12之一端，主动盘6和承载盘7、8上的开口比在弹簧盖板3、4上的开口长，在此扭矩传递弹簧的一端，有一联接元件安置在比较长的开口中，该联接元件在此是一张紧楔形块14。与此楔形块14相对，有一张紧楔形块15压紧在由开口形成的支承面13上，两个摩擦元件16和17背对背安装并支承在这两个楔形块的倾斜面上。

摩擦元件16，17的摩擦面18和19与弹簧盖板3，4的内表面相接触。

在扭矩传递弹簧12中，安装一预紧弹簧20，此预紧弹簧的一端压紧在张紧楔形块14的背端，另一端与承载盘7和8相靠。预紧弹簧的外圆直径绝不能大于承载盘和主动盘加起来的厚度。

圆盘摩擦离合器的阻尼作用以下述方式生产：

共同起阻尼作用的元件有：扭矩传递弹簧12，预紧力弹簧20，张紧楔形块14和15，以及摩擦元件16和17。

***静止时，上述元件所处位置如图3a）所示。此时，扭矩传递弹簧12使主动盘6以及弹簧盖板3和4处于在开口上支承弹簧的位置。并且，扭矩传递弹簧12既不加载于安装在弹簧一端和主动盘6的支承面13之间的张紧楔形块14、15，也不加载于摩擦元件16、17。考虑到预紧弹簧20与楔形块反向的另一端压紧主动盘6，由于尺寸关系，将有一定大小的力作用在楔形块14上，于是，张紧楔形块14和15就将摩擦元件16、17压向弹簧盖板3和4的内表面。这意味着，有一个虽小但却恒定存在的摩擦力作用在摩擦元件16和17的摩擦面18、19上，同样也作用在弹簧盖板3和4的内表面上。

当发动机启动，离合器闭合时，发动机的飞轮将携带圆盘摩擦离合器以箭头21所示方向旋转。从而，首先安装有衬片10的主动盘开始旋转，随后又通过扭矩传递弹簧12和弹簧盖板3，4将扭矩传给轮毂1。

在含有阻尼元件的这一结构中，扭矩的传递借助于这些元件产生，这种现象发生在图3b）所示的情况中。

主动盘6相对于弹簧盖板3和4产生位移。这时扭矩传递弹簧12的一端将抵住弹簧盖板3，4，另一端靠在张紧楔形块14。在不断上升的弹簧力的作用下，张紧楔形块14和15把摩擦元件16和17压向弹簧盖板3、4的内表面，这样，在摩擦元件16、17的摩擦面18、19与弹簧盖板3、4内表面之间的摩擦力增大，此摩擦力的作用导致减缓扭矩振动。

阻尼特性在图4中明显地显示出来，阻尼扭矩M_T标绘在图中的纵坐标，被传递的扭矩Mn和在主动盘6与轮毂1之间产生的相对位移角标绘在图中的横坐标。

显而易见，阻尼力矩总是由一基本恒定的阻尼扭矩M_TC和一变量阻尼扭矩M_TV组成。

因此，阻尼力矩可由下式表示：

M_T＝M_TC+M_TV

这里：

M_TC＝F/Sin（α-ξ）μ

M_TV＝XMn/YSin（α-ξ）μ

其中：

F：预紧力弹簧20的弹簧力。

α：张紧楔形块与摩擦元件所形成的角度。

ξ：张紧楔形块与摩擦元件间摩擦系数的反正切。

μ：摩擦元件与弹簧盖板间的摩擦系数。

X：在阻尼中起作用的扭矩传递弹簧的数目。

Y：扭矩传递弹簧的总数。

很明显，所需要的阻尼转矩可方便地由调整角度α的大小和起作用的扭矩传递弹簧的数目而得到。

如果该摩擦离合器用于其传递的扭矩之方向是变化的场合，比如在驱动力矩变向或发动机制动（下山）时，则应考虑阻尼正向和反向的作用。在这种情况下，扭矩传递弹簧的两端都应装有阻尼元件，如图5和6所示。

在扭矩传递弹簧12的一端，楔形块14和15、摩擦元件16和17以前面所描述过的方式装配，而在扭矩传递弹簧的另一端，张紧楔形块14′和15′以及摩擦元件16′、17′以相似的方式安装。如此，阻尼的作用即能以所描述的那样在两个方向起作用。

另一结构形式如图7、8、9所示。

在主动盘22和夹住主动盘的承载盘23和24中，有一开口安置着扭矩传递弹簧12;此开口在其中一个方向比正常的开口要长。开口离圆盘摩擦离合器中心较远的侧面为圆柱面;其几何中心即是该离合器的中心。在开口较长的一端，装有一摩擦元件27。

摩擦元件27的摩擦面30靠紧主动盘22以及承载盘23和24所形成的开口的圆柱面，因此，摩擦面30本身也是圆柱面。

在摩擦元件27的两侧，有凸块28和29伸入到弹簧盖板25和26的平面，并抵住弹簧盖板25和26的开口的一端。

开口的支承凸块28和29一端的表面与扭矩传递弹簧12纵向轴的法线成一角度α。

扭矩传递弹簧12直接抵住并靠紧摩擦元件27。

圆盘摩擦离合器的阻尼作用是这样产生的：

在启动发动机，闭合离合器以后，飞轮使主动盘22从静止状态开始以箭头21所示方向旋转。

扭矩传递弹簧12的位于与摩擦元件27相反的一端仅靠在主动盘22上，而弹簧盖板25，26将根据传递扭矩的大小相对于主动盘22滞后。

扭矩传递弹簧12把摩擦元件27压向其主动盘和承载盘23，24所构成的圆柱表面。由于摩擦元件27和弹簧盖板25、26一起运动，摩擦力的增大使阻尼作用发生效力。

另一可能的结构如图10和图11所示。与图1到图3所示结构相似，在主动盘上有一开口，它用于安置扭矩传递弹簧，并在其一侧安置摩擦元件。在两侧夹住主动盘6的承载盘31上，有槽41。

扭矩传递弹簧12的一端抵住张紧楔形块34，该楔形块位于主动盘6的开口的延长部分中。在槽41中装配有U型摩擦元件35和36。摩擦元件35、36的闭合端由张紧楔形块34支承。

弹簧盖板38、39的外部凸缘形成一圆锥形罩套32和33，此罩套远心端的侧面与主动盘6之间有间隙。

摩擦元件36的摩擦面37靠紧轮毂1的外壳，摩擦元件35靠紧圆锥形罩套32和33的内表面。

圆盘摩擦离合器的动作过程如下：

当离合器闭合，主动盘6以箭头21所示方向带动与其铆在一起的承载盘31旋转。

承载盘31以其带有槽41的一侧将摩擦元件35和36压向张紧楔形块34，因此，摩擦元件35和36分别被压向轮毂1的外壳面和弹簧盖板39和40的圆锥形罩套32和33的内表面。增大的摩擦力产生了阻尼作用。

这一解决方案的优点在于：由此可获得匈牙利第HU-PS155，646号专利所述的与转速相关的阻尼，并且这一结果可只用一个摩擦元件来实现。

在以上所述的所有应用实例中，都有与扭矩传递弹簧平行安装的预紧弹簧。当然，预紧弹簧可以略去，在这种情况下，没有基本阻尼，只有根据扭矩产生的阻尼。

Claims (10)

1、主要用于机动车辆上的圆盘摩擦离合器，其主动部件与从动部件之间安装有切向的扭矩传递弹簧，其特征在于：在至少一个扭矩传递弹簧（12）的至少一端和支承面（13）之间具有联接元件（14，34），此联接元件与至少一个摩擦元件（16，17，35，36）呈压紧状态，摩擦元件的摩擦表面靠紧在主动部件（6）或从动部件（1，3，4，32，33）上，并且所述的联接元件***于由主动部件、扭矩传递弹簧和从动部件组成的扭矩传递***中，以使得摩擦元件抵住主动部件或从动部件中的一个，而该联接元件则位于扭矩传递弹簧和主动部件或从动部件中的另一个之间。

2、根据权利要求1所述的圆盘摩擦离合器，其特征在于：联接元件（14，34）不但与扭矩传递弹簧（12），而且与平行于扭矩传递弹簧的预紧弹簧（20）相互压紧。

3、根据权利要求1或2所述的圆盘摩擦离合器，其特征在于：联接元件是沿切向布置的张紧楔形块（14，34），摩擦元件（16，17，35，36）的背面靠紧此楔形块的倾斜面。

4、根据权利要求1或2所述的圆盘摩擦离合器，其特征在于：摩擦元件（16，17）靠紧弹簧盖板（3，4）的内表面。

5、根据权利要求1或2所述的圆盘摩擦离合器，其特征在于：摩擦元件（36）靠紧轮毂（1）的外壳。

6、根据权利要求1或2所述的圆盘摩擦离合器，其特征在于：它至少有两个背靠背安装的摩擦元件（16，17，35，36）。

7、根据权利要求1或2所述的圆盘摩擦离合器，其特征在于：背靠背安装的两个摩擦元件（16，17）靠紧弹簧盖板（3，4）的内侧面。

8、根据权利要求1或2所述的圆盘摩擦离合器，其特征在于：背靠背安装的摩擦元件之一（36）靠紧轮毂（1）的外壳面，另外一个摩擦元件（35）靠紧弹簧盖板（39，40）的罩套（32，33）的内表面。

9、根据权利要求1或2所述的圆盘摩擦离合器，其特征在于：联接元件和摩擦元件形成一整体结构（27）。

10、根据权利要求1或2所述的圆盘摩擦离合器，其特征在于：至少一个扭矩传递弹簧带有两组联接元件（14）和摩擦元件（16，17），并且这两组元件分别安装于扭矩传递弹簧的两端。

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