CN104214234B - 具有三级扭转减振机构的离合器从动盘及离合器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种具有三级扭转减振机构的离合器从动盘,其包括有摩擦片、从动盘钢片以及预减振机构、二级减振机构和主减振机构,其中该二级减振机构与该预减振机构和该主减振机构形成串联连接,其包括与该从动盘钢片相铆接的二级减振盖板,以及设置在该从动盘钢片与该二级减振盖板之间的二级减振阻尼片、二级减振碟形弹簧、二级减振轴套板和定位在二级减振轴套板中的二级减振弹簧。本发明采用了独立的二级减振机构的设计方案,能够形成独立的刚度和阻尼,从而达到更好的减振效果。
Description
技术领域
本发明涉及离合器,尤其涉及具有三级扭转减振机构的离合器从动盘。
背景技术
传统的带有扭转减振机构的离合器从动盘结构如图1所示,摩擦片100与花键毂106间通过减振弹簧(包括主减振弹簧102和怠速减振弹簧103)相联,具有切向弹性以消除高频共振并起缓冲作用。在摩擦片100、花键毂106与减振盘107之间设有减振阻尼片104、碟形弹簧105对其进行弹性夹紧从而起到摩擦阻尼作用,并使阻尼力矩保持稳定,以吸收发动机输出波动能量、衰减低频振动。
传统的离合器从动盘结构上,只有两个减振级即预减振级和主减振级,分别在怠速和行驶工况对发动机波动进行波动衰减。由于空间和车辆使用工况的要求,从动盘预减振级只能承受0~2N.m的小扭矩。同时由于转角空间的限制,主减振级工作区域弹簧刚度一般约为15N.m/deg。请参阅图2为扭转减振特性。在整车实际爬行工况下,离合器从动盘需要传递约为2~10N.m的力矩,在该工况下,离合器工作在预减振级和主减振级的临界位置。由于传动***间隙的存在,使得从动盘工作在一个不稳定的工况下,在预减振级和主减速级间反复地摆动,造成变速箱输入轴与输出轴无序的敲击,产生令驾驶者抱怨的噪声。
目前也有人提出了三级刚度减振离合器的设计方案,例如中国专利申请第200910217116.X号即公开了一种三级刚度减振离合器,其中,二级减振弹簧与主减振弹簧并联,其二级减振机构中只有刚度独立,阻尼则与主减振阻尼共用而不独立,导致二级减振机构衰减振动的效果不明显。同时还存在另一个问题,即二级减振弹簧没有独立的定位机构,二级减振弹簧在离合器高速转动的情况下,容易因离心力向外鼓出,导致二级减振弹簧与主减振弹簧之间的磨损,从而会降低减振弹簧的使用寿命。在汽油发动机中,该问题尤为突出。
另一种已知的三级减振离合器中,二级减振弹簧安装在主减振弹簧内部(如图3所示),两者是并联的关系,其原理图如图4所示,当离合器转动角度为6°~16°时,只有二级减振弹簧压缩,但是当转动角度为16°~36°时,二级减振弹簧与主减振弹簧共同压缩,导致二级减振弹簧压缩次数过多,影响了二级减振弹簧的使用寿命。
此外,中国专利申请第201120361057.6号也公开了一种三级减振结构,其通过将主减振轴套板上的一对减振弹簧布置窗口加长,这样在从动盘转动时两对减振弹簧中先压缩一对,等离合器转过一定的角度后再同时压缩两对减振弹簧,以此来达到增加一级减振的效果。该三级减振结构的原理如图5所示。然而此结构仍存在着减振弹簧布置困难,弹簧刚度调整困难以及二级减振弹簧一直与主减振弹簧共同工作,导致无效工作次数频繁,影响弹簧的使用寿命等问题。
因此,亟需发明一种具有三级扭转减振机构的离合器结构,以便解决现有离合器减振***中存在的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有三级扭转减振机构的离合器从动盘,以解决现有技术中离合器在预减振级和主减振级之间的临界位置的工况下工作不稳定的问题,从而改善车辆某些小扭矩工况下的扭转减振性能,使输入变速箱的扭矩特性更稳定。
本发明的又一目的在于提供一种具有三级扭转减振机构的离合器从动盘,以解决现有技术中中间级减振效果不佳、且中间级减振弹簧安装困难的问题,使得各级减振机构能够更好地安装组合,形成独立的刚度和阻尼,从而达到更好的减振效果。
本发明的再一目的是提供一种具有三级扭转减振机构的离合器。
为了实现上述目的,本发明提出了如下技术方案:一种离合器从动盘,其包括有摩擦片、从动盘钢片以及预减振机构、二级减振机构和主减振机构,其中该二级减振机构与该预减振机构和该主减振机构形成串联连接,其包括与该从动盘钢片相铆接的二级减振盖板,以及设置在该从动盘钢片与该二级减振盖板之间二级减振轴套板和定位在二级减振轴套板中的二级减振弹簧;其中,该预减振机构工作在第一扭矩范围,该二级减振机构工作在第二扭矩范围,该主减振机构工作在第三扭矩范围,并且该第一扭矩范围的上限小于该第三扭矩范围的下限,该第二扭矩范围的下限不大于该第一扭矩范围的上限,以及该第二扭矩范围的上限不小于所述第三扭矩范围的下限。
可选地,在本发明的技术方案中,该二级减振机构还包括设置在该从动盘钢片与该二级减振轴套板之间的二级减振阻尼片和二级减振碟形弹簧。
可选地,在本发明的技术方案中,该预减振机构包括与该从动盘钢片相铆接的预减振盖板,以及设置在该从动盘钢片与该预减振盖板之间的预减振阻尼片、波簧、预减振轴套板和定位在该预减振轴套板中的预减振弹簧。
可选地,在本发明的技术方案中,该主减振机构包括与从动盘钢片相铆接的主减振盖板,以及设置在该从动盘钢片与该主减振盖板之间的主减振阻尼片、主减振碟形弹簧、主减振轴套板和定位在该主减振轴套板中的主减振弹簧。
可选地,在本发明的技术方案中,该主减振机构包含有互成90°角度布置的两对主减振弹簧,该二级减振机构包含有互成180°角度布置的一对二级减振弹簧,该预减振机构包含有互成180°角度布置的一对预减振弹簧。
可选地,在本发明的技术方案中,前述三级减振机构的八个减振弹簧围绕从动盘钢片中心以两两错开45°角度的位置进行布置。
可选地,在本发明的技术方案中,该预减振机构的预减振弹簧在离合器从动盘的转动角度小于6°时起到减振作用。
可选地,在本发明的技术方案中,该二级减振机构的减振弹簧在离合器从动盘转动角度为6°~16°时开始工作从而起到减振的作用。
可选地,在本发明的技术方案中,该二级减振弹簧在离合器从动盘的转动角度为16°~36°时被压到极限位置,此时主减振弹簧开始工作而起到减振的作用。
可选地,在本发明的技术方案中,该第一扭矩范围的上限不大于2牛·米。
可选地,在本发明的技术方案中,该第三扭矩范围的下限不小于10牛·米。
可选地,在本发明的技术方案中,该第二扭矩范围为2牛·米至10牛·米。
可选地,在本发明的技术方案中,该主减振机构的刚度不小于15牛·米/度,并且该主减振机构的刚度大于该二级减振机构的刚度。
可选地,在本发明的技术方案中,该二减振机构的刚度小于5牛·米/度,并且该二级减振机构的刚度大于该预减振机构的刚度。
可选地,在本发明的技术方案中,该预减振机构的刚度小于0.5牛·米/度。
本发明还提供一种离合器,其包含前述任一项技术方案中的离合器从动盘。
本发明的离合器从动盘采用了独立的二级减振机构的设计方案,相对于现有技术中的二级减振方案,本发明的独立二级减振机构在选用弹簧方面更加自由,同时由于空间的增大,可以有效地保证二级减振机构的承载能力。而且独立的二级减振机构的设计方案能够形成独立的刚度和阻尼,从而达到爬行工况下最好的减振效果。并且,独立的二级减振机构的轴套板、减振弹簧和阻尼片都可以根据具体的车型进行调整。另外,通过独立的轴套板对二级减振弹簧进行定位,有效防止了二级减振弹簧因离心力鼓出导致磨损,有效提高了减振弹簧的使用寿命。
附图说明
结合附图参阅以下具体实施方式的详细说明,将更加充分地理解本发明,附图中同样的参考附图标记始终指代视图中同样的元件。
图1是传统的具有两级减振的离合器从动盘的结构示意图。
图2显示图1所示传统的离合器从动盘的扭转特性示意图。
图3是一种现有的三级减振的离合器从动盘的减振弹簧结构示意图。
图4是具有图3所示减振弹簧的离合器从动盘的原理模拟图。
图5是另一种现有的三级减振的离合器从动盘的原理模拟图。
图6是本发明的离合器从动盘的平面图,为了清楚显示从动盘上的三级减振弹簧的安装,图中去掉了各个减振盖板。
图7是本发明的离合器从动盘的立体分解图。
图8是本发明的离合器从动盘的局部剖视示意图。
图9是本发明的离合器从动盘的三级减振原理模拟图。
图10是本发明的离合器从动盘的扭转特性示意图。
图11是本发明的离合器从动盘的预减振机构扭矩传递示意图。
图12是本发明的离合器从动盘的二级减振机构扭矩传递示意图。
图13是本发明的离合器从动盘的主减振机构扭矩传递示意图。
其中,图6至图13中的数字标号说明如下。
1 | 摩擦片 | 2 | 从动盘钢片 | ||
3 | 限位铆钉 | 4 | 主减振碟形弹簧 | ||
5 | 定位盘 | 6 | 轴承环 | ||
7 | 第一垫片 | 8 | 主减振阻尼片 | ||
9 | 花键轴套 | 10 | 主减振弹簧 | ||
11 | 主减振轴套板 | 12 | 二级减振碟形弹簧 | ||
13 | 二级减振弹簧 | 14 | 主减振盖板 | ||
15 | 第二垫片 | 16 | 二级减振阻尼片 | ||
17 | 二级减振盖板 | 18 | 预减振盖板 | ||
19 | 预减振阻尼片 | 20 | 预减振弹簧 | ||
21 | 预减振轴套板 | 22 | 波簧 | ||
23 | 预减振钢板 | 24 | 二级减振轴套板 |
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式。
容易理解,根据本发明的技术方案,在不变更本发明的实质精神下,本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此,以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明,而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。
在本说明书中出现或可能出现的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的,它们是相对的概念,因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以,也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。
请参阅图6、图7和图8所示,依据本发明的技术方案,在一个实施例中,离合器从动盘包括如下元件:摩擦片1,从动盘钢片2,限位铆钉3,主减振碟形弹簧4,定位盘5, 轴承环6,第一垫片7,主减振阻尼片8,花键轴套9,主减振弹簧10,主减振轴套板11,二级减振碟形弹簧12,二级减振弹簧13,主减振盖板14,第二垫片15,二级减振阻尼片16,二级减振盖板17,预减振盖板18,预减振阻尼片19,预减振弹簧20,预减振轴套板21,波簧22,预减振钢板23和二级减振轴套板24。其中,从动盘钢片2的外周铆接有波浪形弹簧钢片(图未示),摩擦片1分别铆接在弹簧钢片上,主减振盖板14、二级减振盖板17、预减振盖板18分别与从动盘钢片2铆接在一起,它们之间分别夹有前述垫片7、15,前述阻尼片8、16、19,前述碟形弹簧4、12和波簧22,以及主减振轴套板11、二级减振轴套板24和预减振轴套板21。并且该从动盘钢片2以及主减振轴套板11、二级减振轴套板24和预减振轴套板21以及主减振盖板14、二级减振盖板17、预减振盖板18上各自设有窗孔(未标注),前述主减振弹簧10、二级减振弹簧13和预减振弹簧20分别安装在各自对应的窗孔中。
由图6至图8可知,本发明的离合器从动盘包含有三级减振机构,即预减振机构、二级减振机构和主减振机构,其中二级减振机构的刚度和阻尼特性介于预减振机构和主减振机构之间,其与预减振机构和主减振机构形成串联连接。其中,预减振机构工作在第一扭矩范围,二级减振机构工作在第二扭矩范围,主减振机构工作在第三扭矩范围,并且该第一扭矩范围的上限小于该第三扭矩范围的下限,该第二扭矩范围的下限不大于该第一扭矩范围的上限,以及该第二扭矩范围的上限不小于所述第三扭矩范围的下限。
在一个实施方式中,该主减振机构的刚度不小于15牛·米/度,并且该主减振机构的刚度大于该二级减振机构的刚度。
在一个实施方式中,该二减振机构的刚度小于5牛·米/度,并且该二级减振机构的刚度大于该预减振机构的刚度。
在一个实施方式中,该预减振机构的刚度小于0.5牛·米/度。
在一个实施方式中,第一扭矩范围的上限不大于2牛·米。
在一个实施方式中,第三扭矩范围的下限不小于10牛·米。
在一个实施方式中,第二扭矩范围为2牛·米至10牛·米。
上述实施方式中,二级减振机构形成的特性能够保证整车在2牛·米至10牛·米传递力矩的使用工况下,离合器工作在一个相对稳定的角度下,避免了离合器在预减振机构和主减速机构间反复的摆动,而造成的变速箱输入轴与输出轴无序的敲击噪声。
进一步地,请参阅图6至图8,在一个实施方式中,预减振机构包括预减振盖板18、预减振阻尼片19、预减振弹簧20、预减振轴套板21和波簧22;二级减振机构包括二级减振弹簧13、二级减振盖板17、二级减振轴套板24、二级减振阻尼片16以及二级减振碟形弹簧12,二级减振弹簧的刚度以及阻尼可根据整车的测试来确定最优的组合;主减振机构包括主减振盖板14、主减振轴套板11、主减振阻尼片8、主减振弹簧10和主减振碟形弹簧4。其中,各级减振机构包含有弹性特性及阻尼特性两部分,其弹性特性由径向对称分布的前述减振弹簧组成,在轴向旋转轴套板的驱动下,减振弹簧被压缩而形成弹性特性;阻尼特性由轴向布置的前述碟形弹簧和阻尼片组成,碟形弹簧产生的压紧力作用在阻尼片上形成阻尼特性。
图6显示,在一个实施方式中,主减振机构包含有互成90°角度布置的两对主减振弹簧10,二级减振机构包含有互成180°角度布置的一对二级减振弹簧13,预减振机构也包含有互成180°角度布置的一对预减振弹簧20。这三级减振机构的八个减振弹簧围绕从动盘钢片2中心以两两错开45°角度的位置进行布置。
由于前述三组减振弹簧以两两错开45°的位置进行布置,使得减振弹簧和减振轴套板的布置位置相对现有设计方案更加充足,增大了减振机构的布置空间,这样可以根据具体的承载要求来选择减振轴套板的径向尺寸和弹簧的刚度,因而本发明的设计方案适应性更好,使用范围更广。
图9显示了本发明的离合器从动盘的三级减振原理,图10则显示了该离合器从动盘的扭转特性。
图11示意性地显示了本发明的离合器从动盘的预减振机构的扭矩传递。如图中箭头所示,当离合器工作时,扭矩从发动机输出轴上的飞轮传到从动盘的摩擦片1,进而传到波形钢片和从动盘钢片2。在离合器的转动角度小于6°时,预减振机构的预减振弹簧20起到减振作用。此时扭矩通过传递路线“从动盘钢片2→预减振弹簧20→预减振轴套板21→花键轴套9”传递到变速箱输入轴。
图12示意性地显示了本发明的离合器从动盘的二级减振机构的扭矩传递。当离合器转动角度为6°~16°时,二级减振机构的减振弹簧13开始工作从而起到减振的作用。此时扭矩通过传递路线“摩擦片1→波形片→从动盘钢片2→二级减振弹簧13→二级减振轴套板24→花键轴套9”传递到变速箱输入轴。
图13示意性地显示了本发明的离合器从动盘的主减振机构扭矩传递。当离合器的转动角度为16°~36°时,二级减振弹簧13被压到极限位置,此时主减振弹簧10开始工作而起到减振的作用。在此情形下,扭矩通过传递路线“摩擦片1→波形片→从动盘钢片2→主减振弹簧10→主减振轴套板11→花键轴套9”传递到变速箱输入轴。
由于二级减振机构包括有独立的元件,即阻尼片16、碟形弹簧13、减振弹簧13、轴套板24和盖板17,能够形成独立的刚度和阻尼,从而达到爬行工况下最好的减振效果。并且由于二级减振机构是独立的,减振弹簧13只在离合器转动角度为6°~16°时开始工作起到减振的作用,但超过之一角度,例如当离合器的转动角度为16°~36°时,二级减振弹簧被压缩到极限位置,不再起减振作用,减少了二级减振弹簧的反复压缩的次数,提升了它的使用寿命。
并且,通过独立的轴套板24对二级减振弹簧13进行定位,有效防止了二级减振弹簧13因离心力鼓出导致磨损,同样提高了减振弹簧的使用寿命。
容易理解,本发明的离合器从动盘采用了独立的二级减振机构的设计方案,相对于背景技术中提到的设置在主减振弹簧中的二级减振弹簧的方案,本发明的独立二级减振机构在选用弹簧方面更加自由,同时由于空间的增大,可以有效地保证二级减振机构的承载能力。并且,独立的二级减振机构的轴套板、减振弹簧和阻尼片都可以根据具体的车型进行调整。例如轴套板和减振弹簧的调整可以改变承载能力,减振弹簧刚度的调整可以改变爬行工况下的减振效果,阻尼的调整可以改变吸振效果。
以上具体实施方式仅用于说明本发明,而并非对本发明的限制,有关技术领域的普通技术人员,在不脱离本发明的范围的情况下,还可以做出各种变化和变型,因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴,本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
Claims (16)
1.一种具有三级扭转减振机构的离合器从动盘,其包括有摩擦片、从动盘钢片以及预减振机构、二级减振机构和主减振机构,其特征在于,所述二级减振机构与所述预减振机构和所述主减振机构形成串联连接,其包括与所述从动盘钢片相铆接的二级减振盖板,以及设置在所述从动盘钢片与所述二级减振盖板之间的二级减振轴套板和定位在所述二级减振轴套板中的二级减振弹簧;其中,所述预减振机构工作在第一扭矩范围,所述二级减振机构工作在第二扭矩范围,所述主减振机构工作在第三扭矩范围,并且所述第一扭矩范围的上限小于所述第三扭矩范围的下限,所述第二扭矩范围的下限不大于所述第一扭矩范围的上限,以及所述第二扭矩范围的上限不小于所述第三扭矩范围的下限。
2.根据权利要求1所述的离合器从动盘,其特征在于,所述二级减振机构还包括设置在所述从动盘钢片与所述二级减振轴套板之间的二级减振阻尼片和二级减振碟形弹簧。
3.根据权利要求1所述的离合器从动盘,其特征在于,所述预减振机构包括与所述从动盘钢片相铆接的预减振盖板,以及设置在所述从动盘钢片与所述预减振盖板之间的预减振阻尼片、波簧、预减振轴套板和定位在所述预减振轴套板中的预减振弹簧。
4.根据权利要求2所述的离合器从动盘,其特征在于,所述主减振机构包括与从动盘钢片相铆接的主减振盖板,以及设置在所述从动盘钢片与所述主减振盖板之间的主减振阻尼片、主减振碟形弹簧、主减振轴套板和定位在所述主减振轴套板中的主减振弹簧。
5.根据权利要求4所述的离合器从动盘,其特征在于,所述主减振机构包含有互成90°角度布置的两对主减振弹簧,所述二级减振机构包含有互成180°角度布置的一对二级减振弹簧,所述预减振机构包含有互成180°角度布置的一对预减振弹簧。
6.根据权利要求5所述的离合器从动盘,其特征在于,前述三级减振机构的八个减振弹簧围绕从动盘钢片中心以两两错开45°角度的位置进行布置。
7.根据权利要求6所述的离合器从动盘,其特征在于,所述预减振机构的预减振弹簧在离合器从动盘的转动角度小于6°时起到减振作用。
8.根据权利要求7所述的离合器从动盘,其特征在于,所述二级减振机构的减振弹簧在离合器从动盘转动角度为6°~16°时开始工作从而起到减振的作用。
9.根据权利要求8所述的离合器从动盘,其特征在于,所述二级减振弹簧在离合器从动盘的转动角度为16°~36°时被压到极限位置,此时主减振弹簧开始工作而起到减振的作用。
10.根据权利要求9所述的离合器从动盘,其特征在于,所述第一扭矩范围的上限不大于2牛·米。
11.根据权利要求10所述的离合器从动盘,其特征在于,所述第三扭矩范围的下限不小于10牛·米。
12.根据权利要求11所述的离合器从动盘,其特征在于,所述第二扭矩范围为2牛·米至10牛·米。
13.根据权利要求1所述的离合器从动盘,其特征在于,所述主减振机构的刚度不小于15牛·米/度,并且所述主减振机构的刚度大于所述二级减振机构的刚度。
14.根据权利要求13所述的离合器从动盘,其特征在于,所述二减振机构的刚度小于5牛·米/度,并且所述二级减振机构的刚度大于所述预减振机构的刚度。
15.根据权利要求14所述的离合器从动盘,其特征在于,所述预减振机构的刚度小于0.5牛·米/度。
16.一种离合器,所述离合器包含有前述任一项或多项权利要求所述的离合器从动盘。
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