CN104088923B - 一种变受力面活塞 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变受力面活塞，属于车辆变速***技术领域。包括活塞本体、活塞环组、弹簧和定位销；活塞本体的端面加工卸压油孔，活塞本体腔体的底面上加工排油孔；活塞环组由直径依次增大的活塞环组成，直径最小的活塞环的工作表面为由端面的边缘起且内凹的平面；其余活塞环的工作表面为该端面上环形凹槽的底面，活塞环的L型油孔贯穿活塞环的内圆周面和环形凹槽的底面，活塞环组通过弹簧和定位销活动安装在活塞本体腔体内，活塞环按直径大小顺序依次逐级套装，弹簧的弹性系数根据活塞环直径的增大依次增大。本发明在对活塞缸充油时，根据不同油压，逐级增加活塞面积，能够减少或避免腔体内的油、气混合产生的控制不稳定的现象。

Description

一种变受力面活塞

技术领域

发明涉及车辆变速***，具体涉及一种湿式摩擦离合器的活塞，属于车辆变速***技术领域。

背景技术

车辆变速***中离合器摩擦副的结合需要通过控制油对活塞建立压力实现，因此控制油压的压力特性对离合器的控制品质起着决定性的作用。离合器建压特性主要取决于离合器的结构和控制油阀的控制策略。离合器的充油过程中，由于活塞腔体中油气状态的不确定性，导致理论的控制特性与实际得到的控制特性有时存在较大出入。其次，离合器结合和分离过程中，需要油压迅速建立和释放，也是控制策略无法完全解决的问题。

如附图1所示，变速箱中用到的湿式摩擦离合器，由于结构限制，其活塞上有环形腔体。该离合器由控制油道为其供油提供压力，从而使离合器摩擦片4和钢片3进行结合和分离。在充油前期阶段，由于离心力作用，腔体未被油充满时，会使腔体内空气和油进行混合，腔体内物质的弹性模量发生改变，从而影响该离合器的控制特性。

目前为离合器迅速建压以改善其控制特性的解决方案为在油路上添加蓄能器，作为辅助能源，蓄能器起到为离合器液压缸快速充油的作用，并能吸收液压冲击，减小液压泵的脉动，稳定控制油压。但其快速充油能力有限且存在一定的随机性，因此该方案对该离合器的控制特性改善能力有限。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种变受力面活塞，在对活塞缸充油时，根据不同油压，逐级增加活塞面积，能够减少或避免腔体内的油、气混合产生的控制不稳定的现象。

一种变受力面活塞，包括活塞本体、活塞环组、弹簧和定位销；其中，所述活塞本体的端面上加工卸压油孔，活塞本体腔体的底面上加工排压油孔；

所述活塞环组由直径依次增大的活塞环组成，活塞环两端端面分别为工作表面和安装表面，直径最小的活塞环工作表面为由端面的边缘起且内凹的平面；其余活塞环的工作表面为该端面上环形凹槽的底面，活塞环加工有L型的油孔，油孔贯穿活塞环的内圆周面和环形凹槽的底面，油孔用于控制油逐级进入活塞环的工作表面产生轴向推力；

活塞环组中所有活塞环的外圆周面上均加工有环形的密封槽，密封槽内安装径向密封圈；

所述活塞环组中活塞环通过弹簧和定位销活动安装在活塞本体腔体内，活塞环的安装表面与活塞本体腔体的底面相对，活塞环按直径大小顺序依次逐级套装，一个活塞环对应一组弹簧，弹簧的弹性系数根据活塞环直径的增大依次增大。

进一步的，活塞环的工作表面均有环形倒角，使得从油孔进入的控制油能够迅速到达工作表面；

进一步的，所述排压油孔的位置位于活塞本体腔体的底面的最大直径处。

进一步的，所述卸压油孔贯穿活塞本体的工作表面和安装表面，位置位于活塞本体腔体的内侧或内外两侧兼有；卸压油孔的作用是在离合器分离阶段泄出活塞环工作表面与缸套端面之间的油液，外侧的卸压油孔在活塞本体端面与缸套端面贴合之前起到泄油的作用，当贴合后，由内侧的卸压油孔进行泄油。

有益效果：

1、本发明的活塞在不同的油压下改变有效作用面积，消除离合器活塞腔体初始状态的随机因素的影响，从机械结构上得到确切的控制特性，便于进一步通过控制策略得到理想的油压控制特性。

2、本发明的活塞环代替了气体的空间，使得控制油减少油气混合状态，使得其混合弹性模量变化较小，泄压阶段平稳，符合离合器的控制要求，利于建压过程的研究和控制。

3、本发明的活塞环的工作表面均有环形倒角，使得从油孔进入的控制油能够迅速到达工作表面，进一步提高了离合器的控制性能。

4、本发明利用变受力面活塞使用离合器的控制特性得到改善，能够减少离合器的冲击，提高了车辆的舒适性并延长了机械部件的使用寿命。

附图说明

图1为现有技术中摩擦离合器的结构示意图；

图2为本发明变受力面活塞的主视图；

图3为图2的A-A剖视图；

图4为图3中Ⅰ部位的局部放大图；

图5为图3中Ⅱ部位的局部放大图。

其中，1-活塞本体，2-缸套、3-钢片、4-摩擦片、5-活塞环Ⅰ、6-活塞环Ⅱ、7-活塞环Ⅲ、8-活塞环Ⅳ、9-弹簧、10-定位销、11-油孔、12-卸压油孔、13-排压油孔。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

如附图2、3和4所示，本发明提供了一种变受力面活塞，包括活塞本体1、活塞环组、弹簧9和定位销10；其中，所述活塞环组包括活塞环Ⅰ5、活塞环Ⅱ6、活塞环Ⅲ7和活塞环Ⅳ8，活塞环Ⅰ5、活塞环Ⅱ6、活塞环Ⅲ7和活塞环Ⅳ8的直径依次增大，活塞环Ⅰ5的两端端面分别为工作表面和安装表面，该工作表面为由端面的边缘起且内凹的平面，该平面延伸至活塞环Ⅰ5的内圆周面；活塞环Ⅱ6、活塞环Ⅲ7和活塞环Ⅳ8的工作表面为该端面上环形凹槽的底面，活塞环Ⅱ6、活塞环Ⅲ7和活塞环Ⅳ8上加工有L型的油孔11，油孔11贯穿各自的内圆周面和环形凹槽的底面，油孔11用于控制油逐级进入各自的工作表面并产生轴向推力；

离合器摩擦片和钢片的结合和分离依靠控制油道提供压力推动活塞运动而实现，变受力面活塞在这两个过程中发挥作用：在结合过程中活塞环依次推动使活塞有效面积增大，在分离过程中活塞环依次回位使活塞有效面积减小。

1)结合过程

①控制油道提供油压，活塞环Ⅰ5、活塞环Ⅱ6、活塞环Ⅲ7和活塞环Ⅳ8均未工作。若活塞和活塞环之间的腔体内有液体或高压，可通过排压油孔13卸载。

②控制油压增大，活塞本体1在油压作用下克服回位弹簧的弹力开始移动并贴紧钢片。选择合适刚度和数量的弹簧，使得此后活塞环Ⅰ5开始被推动直至贴紧活塞本体腔体的底面，油孔11露出，活塞环Ⅱ6的端面受到向左的推力。

③控制油压继续增大，活塞环Ⅱ6被推动直至与活塞本体1腔体的底面贴合，活塞环Ⅲ7的油孔露出，活塞环Ⅲ7受到向左的推力。

④控制油压继续增大，钢片与摩擦片发生磨滑或结合。活塞环Ⅲ7被推动至与活塞本体1腔体的底面贴合，活塞环Ⅳ8的油孔露出，活塞环Ⅳ8受到向左的推力。

⑤控制油压继续增大，活塞环活塞环Ⅳ8被推至与活塞本体1腔体的底面贴合，此时整个活塞本体1的工作面积已达到最大。钢片与摩擦片在“完整”的活塞推动下进行移动和结合。

2)分离过程

①控制油压降低，活塞环Ⅳ8在弹簧9的作用下回位；

②控制油压继续降低，活塞环Ⅲ7和活塞环Ⅱ6在各自的弹簧的作用下依次回位；

③控制油压继续降低，活塞本体1和相邻的钢片分离，此时泄压油孔12开始泄油，直至各元件回位。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种变受力面活塞，其特征在于，包括：包括活塞本体、活塞环组、弹簧和定位销；其中，所述活塞本体的端面加工卸压油孔，活塞本体腔体的底面上加工排压油孔；

所述活塞环组由直径依次增大的活塞环组成，活塞环两端端面分别为工作表面和安装表面，直径最小的活塞环工作表面为由端面的边缘起且内凹的平面；其余活塞环的工作表面为所在端面上环形凹槽的底面，除了直径最小的活塞环之外的其余活塞环加工有L型的油孔，油孔贯穿各自的内圆周面和环形凹槽的底面；

活塞环组中所有活塞环的外圆周面上均加工有环形的密封槽，密封槽内安装径向密封圈；

其整体连接关系为：所述活塞环组中活塞环通过弹簧和定位销活动安装在活塞本体腔体内，活塞环的安装表面与活塞本体腔体的底面相对，活塞环按直径大小顺序依次逐级套装，一个活塞环对应一组弹簧，弹簧的弹性系数根据活塞环直径的增大依次增大。

2.如权利要求1所述的变受力面活塞，其特征在于，所述活塞环的工作表面均有环形倒角。

3.如权利要求1或2所述的变受力面活塞，其特征在于，所述排压油孔的位置位于活塞本体腔体的底面的最大直径处。

4.如权利要求1或2所述的变受力面活塞，其特征在于，所述卸压油孔贯穿活塞本体的工作表面和安装表面，位置位于活塞本体腔体的内侧或内外两侧兼有。