CN108061110B - 组合式转速阈值切换动力方向的超越离合器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种组合式转速阈值切换动力方向的超越离合器，由两个滚柱式超越离合器并排组装而成。初始状态下，左滚柱式超越离合器处于常结合状态，右滚柱式超越离合器处于常分离状态，左滚柱式超越离合器为普通滚柱式超越离合器，左滚柱式超越离合器为高速结合的超越离合器，通过两个超越离合器组合，使离合器的动力传递方向可根据从动转速的变化实现低速自动结合正向传递动力，中速时离合器断开实现超越滑行，高速时离合器自动结合，反向传递动力，有助于多余能量的回收。本结构充分利用了滚柱超越离合器的优点，使得动力正向传递、断开、反向传递过程结合柔和、分离迅速，振动冲击与噪音低。
Description
技术领域
本发明涉及一种超越离合器，具体涉及一种组合式转速阈值切换动力方向的超越离合器，可实现转速自适应换向的功能。
背景技术
机械汽车等装置的动力传动时，经常需要机构在一定的转速范围内工作，以防止超速造成的机构损坏或者人员安全问题，如汽车空挡下坡，涡轮增压机的超高速对发动机的损伤等。如果能开发一种机构，使得类似总成能在低速时外界输入动力，高速时向外界输出动力，则不但可提高机构的运行效率和使用寿命，还能有效节约能量提高汽车的经济性能。
现有专利公告号为CN 105276027A的《一种转速控制动力主从换向的超越离合器》，提出了一种转速控制动力主从换向的超越离合器，可以实现转速控制主从动力换向功能，能在低速时外界输入动力，高速时向外界输出动力。但是弹簧与滚柱的接触面可能会出现受力偏移导致卡住，使滚轮与外圈座内壁不能快速结合和快速分离，特别是在相对转速较低、离心力较小的情况下，不能克服弹簧的拉力，滚轮与外圈座内壁不能快速结合，导致反应滞后，超越离合器不能充分发挥作用。
发明内容
为了解决弹簧与滚柱快速结合、快速分离的问题，本发明提出了一种组合式转速阈值切换动力方向的超越离合器。
本发明设计思路为：以专利公告号为CN 105276027A的《一种转速控制动力主从换向的超越离合器》的越离合器为基础，设计一款高速结合的超越离合器；采用组合设计方法，将高速结合的超越离合器和该发明专利的超越离合器并排组装，实现转速控制动力中断或反向结合的功能。即：低速起动时主动机构转速高于从动机构转速，组合机构中的普通滚柱式超越离合器结合，实现动力由主动机构传递到从动机构；中速时从动机构转速高于主动机构，超越离合器分离，实现动力中断；从动机构转速过高达到高速结合离合部分的阈值转速时，高速结合的超越离合器自动结合，从动机构动力反向传递到主动机构。
本发明的技术方案是这样实现的：
组合式转速阈值切换动力方向的超越离合器，包括并排安装的左滚柱式超越离合器、右滚柱式超越离合器，初始状态下，左滚柱式超越离合器处于常结合状态，右滚柱式超越离合器处于常分离状态，左滚柱式超越离合器为普通滚柱式超越离合器，其特征在于：
左滚柱式超越离合器、右滚柱式超越离合器共用一个外圈座，左滚柱式超越离合器的内圈座与右滚柱式超越离合器内圈座固结在一起；
从外圈座位于左滚柱式超越离合器的一端实现动力输入；一个输出轴与左滚柱式超越离合器的内圈座连接，实现动力输出；
其中：右滚柱式超越离合器为高速结合的超越离合器，右滚柱式超越离合器的滚柱结合及分离装置与现有技术不同，具体为：右滚柱式超越离合器的内圈座上沿圆周方向设有多个均布的楔形结构槽，楔形结构槽内安装有滚柱，在每个楔形结构槽的宽槽端部设有径向延伸的弹簧容纳槽，在弹簧容纳槽内沿径向固定有导向杆，导向杆上套装有压缩弹簧和飞锤，飞锤位于导向杆的内端，飞锤上设有导向孔，飞锤通过导向孔与导向杆滑动配合，飞锤与滚柱之间通过导杆连接，导杆的一端与飞锤铰接，导杆的另一端与滚柱铰接；
在内圈座转速大于外圈座转速的状态下，飞锤在离心力作用下，克服压缩弹簧的阻力，沿导向杆向外滑动，通过导杆推动滚柱与外圈座内壁接触实现迅速结合；在内圈座和外圈座都静止的状态下，在压缩弹簧的作用下，飞锤位于导向杆的内端，滚柱与外圈座不接触，处于分离状态；在内圈座转速小于外圈座转速的状态下，滚柱与外圈座之间相对滚动，处于分离状态。
除了上述必要技术特征外，在具体实施过程中，还可具有以下技术特征：
一个输入轴通过螺栓与左滚柱式超越离合器和右滚柱式超越离合器的外圈座连接，实现动力传递。这种结构便于制造和装配。
左滚柱式超越离合器和右滚柱式超越离合器的内圈座为一个整体结构零件；或者，左滚柱式超越离合器和右滚柱式超越离合器的内圈座分别为单独零件，左滚柱式超越离合器的内圈座与右滚柱式超越离合器的内圈座通过螺栓固结在一起。这表达的结构可以发生变化。
有益效果：通过对右滚柱式超越离合器的滚柱结合及分离装置进行改变，在内圈座转速大于外圈座转速的状态下，飞锤在离心力作用下，克服压缩弹簧的阻力，沿导向杆向外滑动，通过导杆推动滚柱与外圈座内壁接触实现迅速结合；在内圈座和外圈座都静止的状态下，在压缩弹簧的作用下，飞锤位于导向杆的内端，滚柱与外圈座不接触，处于分离状态；在内圈座转速小于外圈座转速的状态下，滚柱与外圈座之间相对滚动，处于分离状态。
通过两个超越离合器结构的巧妙组合，使得离合器的动力传递方向可根据从动转速的变化实现低速自动结合正向传递动力，中速时离合器断开实现超越滑行，高速时离合器自动结合，反向传递动力，有助于多余能量的回收。本结构充分利用了滚柱超越离合器的优点，使得动力正向传递、断开、反向传递过程结合柔和、分离迅速，振动冲击与噪音低。本结构中动力反向传递结合的转速需高于分离时转速，其反向传递动力结合点的转速控制可通过改变弹簧的刚度实现，便于系列化生产。
附图说明
图1是本发明轴向剖切视图。
图2 是图1中沿A-A剖面图。
图3 是图1中沿B-B剖面图。
图4是图1中沿 C-C剖面图。
图5是本发明应用示意图。
图中所示：1、输入轴；2、螺栓；3、外圈座；4、左滚柱式超越离合器的内圈座；5、右滚柱式超越离合器内圈座；6、输出轴；7、弹簧；8、弹簧套；9、滚柱一；10、滚柱二；11、压缩弹簧；12、导向杆；13、飞锤；14、导杆。
具体实施方式
为对本发明的结构、特征及功效有进一步了解，下面举具体实例并结合附图对本发明作进一步说明。
本发明如图1至图5所示：
组合式转速阈值切换动力方向的超越离合器，包括并排安装的左滚柱式超越离合器、右滚柱式超越离合器，初始状态下，左滚柱式超越离合器处于常结合状态，右滚柱式超越离合器处于常分离状态，左滚柱式超越离合器为普通滚柱式超越离合器，包括弹簧7、弹簧套8、滚柱一9，左滚柱式超越离合器、右滚柱式超越离合器共用一个外圈座3，左滚柱式超越离合器的内圈座4与右滚柱式超越离合器内圈座5固结在一起；
从外圈座3位于左滚柱式超越离合器的一端通过螺栓2连接一带端盖的输入轴1实现动力输入；一个输出轴6与左滚柱式超越离合器的内圈座4连接，实现动力输出；
其中：右滚柱式超越离合器为高速结合的超越离合器，右滚柱式超越离合器的滚柱结合及分离装置与现有技术不同，具体为：右滚柱式超越离合器的内圈座5上沿圆周方向设有多个均布的楔形结构槽，楔形结构槽内安装有滚柱二10，在每个楔形结构槽的宽槽端部设有径向延伸的弹簧容纳槽，在弹簧容纳槽内沿径向固定有导向杆12，导向杆12上套装有压缩弹簧11和飞锤13，飞锤13位于导向杆12的内端，飞锤13上设有导向孔，飞锤13通过导向孔与导向杆12滑动配合，飞锤13与滚柱二10之间通过导杆14连接，导杆14的一端与飞锤13铰接，导杆14的另一端与滚柱二10铰接；
在右滚柱式超越离合器的内圈座5转速大于外圈座3转速的状态下，飞锤13在离心力作用下，克服压缩弹簧11的阻力，沿导向杆12向外滑动，通过导杆14推动滚柱二10与外圈座3内壁接触实现迅速结合；在内圈座5和外圈座3都静止的状态下，在压缩弹簧11的作用下，飞锤13位于导向杆12的内端，滚柱二10与外圈座3不接触，处于分离状态；在内圈座5转速小于外圈座3转速的状态下，滚柱二10与外圈座3之间相对滚动，处于分离状态。
左滚柱式超越离合器的内圈座4和右滚柱式超越离合器的内圈座5为一个整体结构零件；或者，左滚柱式超越离合器的内圈座4和右滚柱式超越离合器的内圈座5分别为单独零件，左滚柱式超越离合器的内圈座与右滚柱式超越离合器的内圈座通过螺栓固结在一起。
该实例中，离合器低速时动力从输入轴1输入，通过左滚柱式超越离合器的内圈座4将动力传递到输出轴6，当输出轴6的转速高于输入轴1的转速并低于右滚柱超越离合器的阈值转速时，左滚柱式超越离合器起作用，动力中断，右滚柱式超越离合器还处于断开状态；随着输出轴6的转速升高到右滚柱式超越离合器的阈值转速时，右滚柱式超越离合器的内圈座5通过滚柱二10带动右滚柱式超越离合器的外圈座3起作用，右离合器动力结合，带动输入轴1转动，实现动力的反向传递。
本发明的应用：
对于手动挡汽车变速传动***来说，起步升挡过程中需要多次踩离合器；在低速运行时，需要多次切换空挡和其他低速挡位；在下坡过程中，需采用非空挡下坡来避免危险，这加重了驾驶员的劳动强度和发动机的油耗。在传统离合器和变速器之间增加本装置，可实现一定情况下的空挡滑行，避免了低速和下坡过程的驾驶员强度和危险；同时，如果合理设计空挡转速范围，在起步之后的换挡过程中，驾驶员不用再踩离合可直接换挡。
Claims (3)
1.组合式转速阈值切换动力方向的超越离合器，包括并排安装的左滚柱式超越离合器、右滚柱式超越离合器，初始状态下，左滚柱式超越离合器处于常结合状态，右滚柱式超越离合器处于常分离状态，左滚柱式超越离合器为普通滚柱式超越离合器，其特征在于：
左滚柱式超越离合器、右滚柱式超越离合器共用一个外圈座，左滚柱式超越离合器的内圈座与右滚柱式超越离合器内圈座固结在一起；
从外圈座位于左滚柱式超越离合器的一端实现动力输入；一个输出轴与左滚柱式超越离合器的内圈座连接，实现动力输出；
其中：右滚柱式超越离合器为高速结合的超越离合器，右滚柱式超越离合器的内圈座上沿圆周方向设有多个均布的楔形结构槽，楔形结构槽内安装有滚柱，在每个楔形结构槽的宽槽端部设有径向延伸的弹簧容纳槽，在弹簧容纳槽内沿径向固定有导向杆，导向杆上套装有压缩弹簧和飞锤，飞锤位于导向杆的内侧，飞锤上设有导向孔，飞锤通过导向孔与导向杆滑动配合，飞锤与滚柱之间通过导杆连接，导杆的一端与飞锤铰接，导杆的另一端与滚柱铰接；
在内圈座转速大于外圈座转速的状态下，飞锤在离心力作用下，克服压缩弹簧的阻力，沿导向杆向外滑动，通过导杆推动滚柱与外圈座内壁接触实现迅速结合；在内圈座和外圈座都静止的状态下，在压缩弹簧的作用下，飞锤位于导向杆的下端，滚柱与外圈座不接触，处于分离状态；在内圈座转速小于外圈座转速的状态下，滚柱与外圈座之间相对滚动，处于分离状态。
2.根据权利要求1所述组合式转速阈值切换动力方向的超越离合器，其特征在于：一个输入轴通过螺栓与左滚柱式超越离合器和右滚柱式超越离合器的外圈座连接，实现动力传递。
3.根据权利要求1或2所述组合式转速阈值切换动力方向的超越离合器，其特征在于：左滚柱式超越离合器和右滚柱式超越离合器的内圈座为一个整体结构零件；或者，左滚柱式超越离合器和右滚柱式超越离合器的内圈座分别为单独零件，左滚柱式超越离合器的内圈座与右滚柱式超越离合器的内圈座通过螺栓固结在一起。
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