CN103899728B - 一种气控式双行星轮制动离合器 - Google Patents

一种气控式双行星轮制动离合器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种气控式双行星轮制动离合器，包括箱体和端盖，箱体的左侧通过轴承连接有输入轴，箱体的右侧连接有输出轴；输入轴的右端与输出轴的左端相连接；箱体内连接有转臂；转臂上连接有行星轮轴；行星轮轴上连接有第一行星轮、第二行星轮；第一行星轮和第二行星轮上分别啮合有第一内齿圈和第二内齿圈；第一内齿圈上连接有摩擦片；第二内齿圈与箱体的内花键齿轮相啮合；输入轴的右侧连接有第一太阳轮，第一太阳轮与第一行星轮相啮合；输出轴的左侧连接有第二太阳轮，第二太阳轮与第二行星轮相啮合；端盖穿过输入轴连接于箱体的左侧；端盖上连接有气控推盘装置；箱体内设有制动装置，本发明结构简单、全寿命周期的、高可靠性。

Description

一种气控式双行星轮制动离合器
技术领域
本发明涉及离合器领域，尤其涉及到一种气控式双行星轮制动离合器。
背景技术
传统用主分离离合器的动力由发动机输出飞轮盘输出，利用离合器膜片弹簧及压盘对干式摩擦片产生预压力来传递转矩，所传递转矩由传动***输入变速箱第一轴经各传动环节传至后桥驱动车轮。正常发动机驱动车辆行驶时，分离轴承并不受力工作。传统手动变速公交车怠速和换挡时，踩下离合器拨叉推动分离轴承压缩膜片弹簧指使分飞轮盘、摩擦片和压盘三者分离，中断发动机与传动***之间的动力。即两种工况下可能需要分离轴承工作：换挡工况：该过程一般持续2秒左右，每辆车每天需分离轴承工作约5000秒，该工作状况为间断工况，即分离轴承工作2秒钟之后，到下次工作时会有个休息散热时间，该使用情况大大增加了分离轴承的使用寿命；另外，人感知操控推动分离拨叉力比较柔和或者恰到好处，在很大程度上降低了分离轴承轴向动载荷，也使其使用寿命延长。发动机处于高转速时，踩下分离离合器进行换挡对其寿命影响很大，驾驶员操作不当会使其寿命极大降低。
怠速工况：鉴于公交车的使用工况，其有很大一部分时间是处于怠速状态，从上述两表统计来看，其时间大概占总运行时间的35％左右。一般情况下，在怠速工况时，选择空挡来中断发动机和传动***之间的动力，此时，分离轴承处于非工作状态。
综合分析，传统公交车分离轴承损坏的主要原因：工作温度过高产生过热；缺少润滑油而磨损；自由行程太小或受载次数过多；分离杠杆调整得是否平整。脂润滑分离轴承考虑各种因素按其寿命1000小时核算，传统公交车每天使用当量时间7000秒估计，约使用2小时，所以公交车分离轴承运行寿命约500-720天左右。另外，由于经常需要半结合起步，干式摩擦片磨损严重。因此干式摩擦离合器使用寿命很短，需要经常维护和更换。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足之处而提供一种结构简单、寿命周期长、高可靠性的气控式双行星轮制动离合器。
本发明是通过如下方式实现的：
一种气控式双行星轮制动离合器，其特征在于：包括箱体17和端盖4，所述箱体17的左侧通过轴承连接有输入轴6，所述箱体17的右侧通过轴承连接有输出轴23；所述输入轴6的右端与输出轴23的左端通过推力轴承相连接，且位于箱体17内；所述输出轴23上连接有转臂24，所述转臂24位于箱体17内；
所述转臂24上连接有行星轮轴20；所述行星轮轴20上连接有第一行星轮8、第二行星轮19；所述第一行星轮8和第二行星轮19上分别啮合有第一内齿圈11和第二内齿圈18；所述第一内齿圈11上连接有若干摩擦片15；所述第二内齿圈18与箱体17的内花键齿轮相啮合；
所述输入轴6的右侧连接有第一太阳轮7，所述第一太阳轮7与第一行星轮8相啮合；所述输出轴23的左侧连接有第二太阳轮22，所述第二太阳轮22与第二行星轮19相啮合；
所述端盖4穿过输入轴6连接于箱体17的左侧；所述端盖4上连接有气控推盘装置，所述气控推盘装置包括复位弹簧1、膜片9、推盘10、推盘复位板12，所述膜片9的上下两端通过外压片2和内压片3分别连接于端盖4的内侧；所述膜片9与端盖4的内侧面之间形成一气腔室25；所述推盘10连接于膜片9外侧上；所述推盘复位板12通过复位弹簧1连接于箱体17内，且推盘复位板12的一端与推盘10的挡块相接；所述端盖4上设有入气口27，所述入气口27与气腔室25相连通；
所述箱体17内设有制动装置，所述制动装置包括若干制动钢片13、分离弹簧14、导销16，所述导销16设于箱体17内，且位于摩擦片15的上方；所述若干制动钢片13的一端穿设于导销16上，所述若干制动钢片13两两相邻之间设有分离弹簧14，所述分离弹簧14套设于导销16上；所述相邻的两制动钢片13之间设有一摩擦片15。
所述摩擦片15的左右两侧面分别连接有一层碳纤维纸基。
所述膜片9与端盖4的内侧面的连接处设有密封环26。
本发明的有益效果在于：每次耗气量小于0.05L(0.3Mpa气压)，传动效率大于99％，寿命大于8年，实现了制动器实现离合器功能，并且达到1:1的传动要求。
附图说明
图1本发明结构示意图。
具体实施方式
现结合附图，详述本发明具体实施方式：
如图1所示，一种气控式双行星轮制动离合器，包括箱体17和端盖4，箱体17的左侧通过轴承连接有输入轴6，箱体17的右侧通过轴承连接有输出轴23；输入轴6的右端与输出轴23的左端通过推力轴承相连接，且位于箱体17内；输出轴23上连接有转臂24，转臂24位于箱体17内；转臂24上连接有行星轮轴20；行星轮轴20上连接有第一行星轮8、第二行星轮19；第一行星轮8和第二行星轮19上分别啮合有第一内齿圈11和第二内齿圈18；所述第一内齿圈11上连接有若干摩擦片15；第二内齿圈18与箱体17的内花键齿轮相啮合；输入轴6的右侧连接有第一太阳轮7，第一太阳轮7与第一行星轮8相啮合；输出轴23的左侧连接有第二太阳轮22，第二太阳轮22与第二行星轮19相啮合；端盖4穿过输入轴6连接于箱体17的左侧；端盖4上连接有复位弹簧1、膜片9、推盘10、推盘复位板12，膜片9的上下两端通过外压片2和内压片3分别连接于端盖4的内侧；膜片9与端盖4的内侧面之间形成一气腔室25；推盘10连接于膜片9外侧上；推盘复位板12通过复位弹簧1连接于箱体17内，且推盘复位板12的一端与推盘10的挡块相接；端盖4上设有入气口27，入气口27与气腔室25相连通；箱体17内设有若干制动钢片13、分离弹簧14、导销16，所述导销16设于箱体17内，且位于摩擦片15的上方；若干制动钢片13的一端穿设于导销16上，若干制动钢片13两两相邻之间设有分离弹簧14，分离弹簧14套设于导销16上；相邻的两制动钢片13之间设有一摩擦片15。
本发明为了增加制动效果，在摩擦片15的左右两侧面分别连接有一层碳纤维纸基。
本发明为了保证气腔室25的密封性，在膜片9与端盖4的内侧面的连接处设有密封环26。
常态下，输入轴6转动，带动第一太阳轮7转动，从而带动第一行星轮8在行星轮轴20上进行空转，第二行星轮19也在行星轮轴20上进行空转；摩擦片15和制动钢片13互不接触，此时离合器处于怠速状态，无动力从输出轴23输出；当需要结合时，气压从入气口27进行入气腔室25，膜片9受到气压的挤压将推盘10向右推出，从而带动制动钢片13与摩擦片15相互摩擦制动，此时输入轴6转动，带动第一太阳轮7转动，从而带动第一行星轮8同输入轴6一同转动，并带动第二行星轮19转动，第二行星轮19带动第二太阳轮22转动，第二太阳轮22带动输出轴23转动，实现动力的输出；当不需要动力输出时，关闭气压进入气腔室25，推盘10受到复位弹簧1的作用复位，制动钢片13受到分离弹簧14的作用复位，使得制动钢片13与摩擦片15无接触，使得第一行星轮8在行星轮轴20上进行空转，第二行星轮19也在行星轮轴20上进行空转，此时无动力输出。
本发明发动机怠速状态下，停车时，摩擦片15以小于发动机怠速转速空转，线速度小，空转效率高；发动机怠速，车辆由电机驱动时，随着电机转速的提高，摩擦片15相对转速减小，当电机转速达到发动机转速时，摩擦片15转速为零，切换冲击小，摩擦副寿命长。
本发明可在任意转速任意时刻，进行驱动电机和发动机动力切换；采用伺服气控***可实现半结合滑磨工作，实现发动机单独驱动平稳起步。采用双行星轮实现离合分离，结构紧凑，重量轻，当量转速低，振动噪声小。设计上采用制动器来实现分离离合，从而极大地增加了变速箱的寿命。通过新型分离离合器实现发动机和电机完全动力中断。完全空挡完全取代了分离离合器，完全消除了主分离离合器低寿命故障。对行星离合器内部摩擦副采取弹性分离和各端面摩擦副进行减摩处理，并对行星离合器进行模块化设计，便于安装和维护，处理后可完全分离。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (3)

1.一种气控式双行星轮制动离合器，其特征在于：包括箱体(17)和端盖(4)，所述箱体(17)的左侧通过轴承连接有输入轴(6)，所述箱体(17)的右侧通过轴承连接有输出轴(23)；所述输入轴(6)的右端与输出轴(23)的左端通过推力轴承相连接，且位于箱体(17)内；所述输出轴(23)上连接有转臂(24)，所述转臂(24)位于箱体(17)内；
所述转臂(24)上连接有行星轮轴(20)；所述行星轮轴(20)上连接有第一行星轮(8)、第二行星轮(19)；所述第一行星轮(8)和第二行星轮(19)上分别啮合有第一内齿圈(11)和第二内齿圈(18)；所述第一内齿圈(11)上连接有若干摩擦片(15)；所述第二内齿圈(18)与箱体(17)的内花键齿轮相啮合；
所述输入轴(6)的右侧连接有第一太阳轮(7)，所述第一太阳轮(7)与第一行星轮(8)相啮合；所述输出轴(23)的左侧连接有第二太阳轮(22)，所述第二太阳轮(22)与第二行星轮(19)相啮合；
所述端盖(4)穿过输入轴(6)连接于箱体(17)的左侧；所述端盖(4)上连接有气控推盘装置，所述气控推盘装置包括复位弹簧(1)、膜片(9)、推盘(10)、推盘复位板(12)，所述膜片(9)的上下两端通过外压片(2)和内压片(3)分别连接于端盖(4)的内侧；所述膜片(9)与端盖(4)的内侧面之间形成一气腔室(25)；所述推盘(10)连接于膜片(9)外侧上；所述推盘复位板(12)通过复位弹簧(1)连接于箱体(17)内，且推盘复位板(12)的一端与推盘(10)的挡块相接；所述端盖(4)上设有入气口(27)，所述入气口(27)与气腔室(25)相连通；
所述箱体(17)内设有制动装置，所述制动装置包括若干制动钢片(13)、分离弹簧(14)、导销(16)，所述导销(16)设于箱体(17)内，且位于摩擦片(15)的上方；所述若干制动钢片(13)的一端穿设于导销(16)上，所述若干制动钢片(13)两两相邻之间设有分离弹簧(14)，所述分离弹簧(14)套设于导销(16)上；所述相邻的两制动钢片(13)之间设有一摩擦片(15)。
2.根据权利要求1所述的一种气控式双行星轮制动离合器，其特征在于：所述摩擦片(15)的左右两侧面分别连接有一层碳纤维纸基。
3.根据权利要求1所述的一种气控式双行星轮制动离合器，其特征在于：所述膜片(9)与端盖(4)的内侧面的连接处设有密封环(26)。
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