CN110701209A - 一种自动变速箱用同步换挡湿式液压离合器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种自动变速箱用同步换挡湿式液压离合器，包括动力输入输出部件、摩擦副组件、控制执行部件、同步反馈部件和密封部件。本发明是一体式设计，集成了控制、执行、冷却、润滑四部分，通过集成设计提高了离合器的工作稳定性和传递效率，减少了日常维护成本，节约了安装空间，使用方法更为简便、灵活。摩擦副为钢和烧结/纸基片交替安装而成的湿式多片结构，比压高，摩擦系数大，磨损系数小，热容量高，其特点决定了离合器体积小产生的扭矩大，这种组合结构形式可以在很小的惯量下产生很高的扭矩，基本无需维修，摩擦副是金属烧结材料，无石棉成分不会污染环境，多片结构动、静态摩擦系数比值小，啮合平衡不会产生噪声。
Description
技术领域
本发明涉及离合器技术领域，特别是涉及一种自动变速箱用同步换挡湿式液压离合器。
背景技术
离合器是机械传动中的常用部件，可将传动***随时分离或接合。传统的离合器结构设计不够合理，其工作稳定性和传递效率较低，日常维护成本高，安装也不方便。因此，急需一种稳定性和传递效率高，维护成本低，使用方法简便灵活的离合器。
发明内容
本发明的目的是提供一种自动变速箱用同步换挡湿式液压离合器，用于提高离合器的防乱档能力、稳定性和传递效率，减少自动变速箱开发成本，节约安装空间。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种自动变速箱用同步换挡湿式液压离合器，包括：
动力输入输出组件，包括离合器毂、外齿圈A和外齿圈B，所述离合器毂的内孔用于连接中心动力轴，所述离合器毂的外圆上套设有止动环，所述止动环通过挡圈限位；所述离合器毂上同时连接有离合器A和离合器B，所述离合器A和所述离合器B分别通过离合器A摩擦副和离合器B摩擦副套设在所述离合器毂的外圆上且分别位于所述止动环的两侧，所述外齿圈A和所述外齿圈B分别连接所述离合器A摩擦副和所述离合器B摩擦副；所述离合器毂内加工有润滑冷却油路，并在节流孔的上端压装有节流塞，所述离合器毂的外轮缘处加工有圆周均布的轴向冷却润滑孔，所述轴向冷却润滑孔的两端均设置有球堵；
控制执行部件，包括离合器A控制油缸、离合器B控制油缸和排空单向阀，所述离合器A控制油缸和所述离合器B控制油缸分别通过螺栓固定于所述离合器毂的左右两端面上；所述离合器A控制油缸包括压紧缸盖、活塞式压板和缸套，所述压紧缸盖套设于所述缸套的短凸台上，所述活塞式压板套设于所述压紧缸盖和所述缸套的外圆上，所述排空单向阀安装在所述压紧缸盖和所述缸套之间并呈圆周方向对称布置；所述离合器B控制油缸与所述离合器A控制油缸的结构相同且对称布置；
同步反馈部件，包括活塞公用复位弹簧、A2平衡油腔和B2平衡油腔，所述活塞公用复位弹簧安装在所述离合器毂轮辐处的圆周轴向孔中，且所述活塞公用复位弹簧呈压缩状态连接在所述离合器A控制油缸的活塞式压板和所述离合器B控制油缸的活塞式压板之间；所述A2平衡油腔由所述离合器A控制油缸与所述离合器毂围成，所述B2平衡油腔由所述离合器B控制油缸与所述离合器毂围成，所述A2平衡油腔和所述B2平衡油腔串联共用一路油液控制。
可选的，所述离合器毂的外圆上加工有外花键用于连接所述摩擦副组件，所述外花键的中间加工有卡簧槽，所述止动环通过内花键套装于所述外花键上。
可选的，所述离合器毂的两端面加工有圆周均布的螺纹孔，用于安装所述离合器A控制油缸和离合器B控制油缸。
可选的，所述摩擦副组件包括烧结\纸基片和钢片，所述烧结\纸基片和所述钢片交替套装于所述外花键上。
可选的，还包括密封衬环，所述密封衬环上设置有若干径向圆周孔，所述密封衬环嵌置于所述压紧缸盖的内孔中，所述密封衬环能够与所述中心动力轴的外圆过渡配合形成环状的密封槽，以控制液压油由所述中心动力轴的径向孔经所述径向圆周孔进入所述离合器A控制油缸和/或所述离合器B控制油缸。
可选的，所述缸套和所述压紧缸盖的外圆槽内分别套装有第一O型圈和挡圈。
可选的，所述离合器毂的轮缘孔槽中设置有第二O型圈。
可选的，所述离合器A的内摩擦片和所述离合器B的内摩擦片均由所述离合器毂带动。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明的自动变速箱用同步换挡湿式液压离合器采用俩个离合器同步动作联动反馈设计，因此实现了防止换错档的可能，由于省去了任意一台离合器的反馈时间，从而提高了换挡速度；控制执行部件、同步反馈部件采用了集成化设计，通过集成设计提高了离合器的工作稳定性和传递效率，大大减少了日常维护成本，节约了安装空间，使用方法更为简便、灵活；离合器由于是湿式工作，集成了润滑冷却装置，从而提高了工作可靠性。
同时，本发明摩擦副包括钢片和烧结/纸基片，为湿式多片结构，比压高，摩擦系数大，磨损系数小，热容量高，其特点决定了离合器体积小、产生的扭矩大，这种组合结构形式可以在很小的惯量下产生很高的扭矩，基本无需维修，摩擦副是金属烧结材料，无石棉成分不会污染环境，多片结构动、静态摩擦系数比值小，啮合平衡不会产生噪声。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明自动变速箱用同步换挡湿式液压离合器的剖面结构示意图；
图2为本发明自动变速箱用同步换挡湿式液压离合器的安装结构示意图；
其中，附图标记为：1-烧结/纸基片；2-钢片；3-止动环；4、19-挡圈；5、12-活塞式压板；6、14-排空单向阀；7、15-压紧缸盖；8、16-缸套；9、17-密封衬环；10-第一O型圈；11-活塞公用复位弹簧；13-离合器毂；18-球堵；20-节流塞；21-外齿圈B；22-外齿圈A；23、第二O型圈；24-润滑冷却油路；25-A2平衡油腔；26-B2平衡油腔；27-A1油腔；28-B1油腔；29-节流孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
如图1～2所示，本实施例提供一种自动变速箱用同步换挡湿式液压离合器，包括动力输入输出组件、控制执行部件和同步反馈部件；其中，
动力输入输出组件，包括离合器毂13、外齿圈B21和外齿圈A22。离合器毂13作为离合器主体件，离合器A、B共用一个离合器毂13。离合器毂13内孔加工有花键或平键用以连接中心动力轴。离合器毂13外圆加工有花键用以连接固定带内花键的钢片2。离合器毂13的外花键中间处加工有卡簧槽，止动环3通过内花键套装到离合器毂13的外花键上，并用挡圈4限位，将离合器毂13分成左右两部分，离合器A、B的摩擦副组件分别套装在离合器毂13的左右两侧。离合器毂13的两端面加工有圆周均布的螺纹孔，用以连接固定离合器A控制油缸和离合器B控制油缸。离合器毂13内加工有润滑冷却油路24，并在节流孔29的上端压装有节流塞20，用以维持A2平衡油腔25、B2平衡油腔26的油压力。离合器毂13的外轮缘处加工有圆周均布的轴向冷却润滑孔，两端用球堵18堵住，润滑冷却油经径向多个小孔流向摩擦副组件，给钢片2和烧结/纸基片1提供润滑冷却。外齿圈A22，连接离合器A的外摩擦片烧结\纸基片1，外齿圈B 21连接离合器B的烧结\纸基片1。外齿圈A、B分别可以做动力输入或输出部件，离合器毂13可以做动力输入或输出部件。
其中，摩擦副组件由烧结\纸基片1和钢片2组成。每个离合器中使用内摩擦片钢片2，钢片2并由离合器毂13带动，外摩擦片烧结\纸基片1由外齿圈A、B带动。内摩擦片或外摩擦片既可以是驱动件，也可以是被驱动件，内外摩擦片都可以有摩擦材料，这取决于变速箱使用工况，离合器的工作特性。摩擦片必须配合其他驱动件配合使用，其摩擦副的多少取决于离合器扭矩的大小。摩擦副中烧结\纸基片1和钢片2交替套装到离合器毂13的外花键上。
控制执行部件包括离合器A控制油缸、离合器B控制油缸和排空单向阀6/14，可以分别控制离合器A、B的啮合与分离。离合器A控制油缸、离合器B控制油缸分别通过螺栓固定于离合器毂13的左右两侧。离合器A控制油缸由压紧缸盖7、活塞式压板5、缸套8组成，离合器B控制油缸由压紧缸盖15、活塞式压板12、缸套16组成。缸套8/16、压紧缸盖7/15外圆槽内分别套装有第一O型圈10和挡圈19；压紧缸盖7/15套装到缸套8/16额短凸台上，活塞式压板5/12套装到压紧缸盖7/15和缸套8/16的外圆上。排空单向阀6/14安装在压紧缸盖7/15和缸套8/16之间呈圆周方向对称布置。高速旋转工况下排空A1油腔27和B1油腔28内的油液，防止离合器A控制油缸和离合器B控制油缸的误动作。离合器A控制油缸和离合器B控制油缸通过螺栓分别固定到离合器毂13的左右两端面上。
同步反馈部件包括离合器A、离合器B油缸活塞公用的活塞公用复位弹簧11、A2平衡油腔25和B2平衡油腔26，活塞公用复位弹簧11安装在离合器毂13轮辐处的圆周轴向孔中，根据离合器大小选择合适的压缩量。用以复位离合器A、B的活塞式压板5和活塞式压板12。A2平衡油腔25和B2平衡油腔26由离合器A、B的控制油缸与离合器毂13组合成空腔形成。A2平衡油腔25和B2平衡油腔26由安装在离合器毂13轮缘孔槽中的第二O型圈23密封。A2平衡油腔25、B2平衡油腔26以及活塞公用复位弹簧11共同保证离合器A、B的迅速分离。
同时，本实施例还包括密封部件，由密封衬环9/17和压紧缸盖7/15组成。密封衬环9/17镶嵌在压紧缸盖7/15内孔当中。密封衬环9/17与中心动力轴外圆过渡配合形成环状的密封槽，控制液压油由动力轴的径向孔经密封衬环9/17的径向圆周孔进入离合器A控制油缸和离合器B控制油缸内，起到密封防泄漏的作用。
为了更清楚地说明本发明实施例参照图2安装同步换挡湿式液压离合器的双中间轴四档自动变速箱示例。
本实施例的自动变速箱用同步换挡湿式液压离合器，离合器A、B之间有分离、啮合两种状态。A2平衡油腔25和B2平衡油腔26分别位于A1油腔27、B1油腔28的背面。空挡状态时，离合器A、B的A1油腔27、B1油腔28内的油液没有控制压力，活塞式压板5/12在活塞公用复位弹簧11、A2平衡油腔25和B2平衡油腔26的共同作用下复位，此时在旋转离心力的作用下排空单向阀6/14打开，将因离心力压缩的油液排出A1油腔27、B1油腔28，杜绝了离合器A、B误动作的现象。离合器A、B的摩擦副处于自由状态，动力输入轴将动力传递给离合器毂13，与之相配合的离合器A、B的内摩擦片钢片2处于自由旋转状态，动力不会传递给离合器A、B外摩擦片烧结/纸基片1。此时输入轴处于空转状态，没有动力输出。
离合器A工作时，B油口泄压。从控制阀过来的控制油液经A油口进入与旋转密封机构相对应的轴向油道，经密封衬环9进入缸盖7和缸套8之间圆周均布的六条A油道，然后进入A1油腔27，在油液压力作用下排空单向阀6关闭，压缩的油液继续推动活塞式压板5向止动环3的方向移动将外摩擦片烧结/纸基片1和内摩擦片钢片2压紧。此时动力经离合器毂13传递给与之相配合的离合器A的内摩擦片钢片2，多片钢片2通过摩擦力将动力传递给与外齿圈A22相配合的外摩擦片烧结/纸基片1，外齿圈A22再将动力传递给离合器A左侧的中心齿轮，中心齿轮再将动力传递给与之相啮合的中间轴齿轮。
离合器B工作时，A油口泄压。从控制阀过来的控制油液经油口B进入与旋转密封机构相对应的轴向油道，经密封衬环17进入缸盖15和缸套16之间圆周均布的六条B油道，然后进入B1油腔28，在油液压力作用下排空单向阀18关闭，压缩的油液继续推动活塞式压板12向止动环3的方向移动将外摩擦片烧结/纸基片1和内摩擦片钢片2压紧。此时动力经离合器毂13传递给与之相配合的离合器B的内摩擦片钢片2，多片钢片2通过摩擦力将动力传递给与外齿圈B 21相配合的外摩擦片烧结/纸基片1，外齿圈B 21再将动力传递给离合器B右侧的中心齿轮，中心齿轮再将动力传递给与之相啮合的中间轴齿轮。
离合器B啮合的同时推动预压缩的活塞公用复位弹簧11向离合器A的方向移动，继而推动离合器A的活塞式压板5向远离止动环3的方向移动。同时离合器B的B2平衡油腔26中的油液被活塞式压板12压缩流向离合器A的A2平衡油腔25中。在活塞公用复位弹簧11和A2平衡油腔25中油压的共同作用下离合器A快速分离，离合器B的啮合和离合器A的分离近乎是同时完成的。
润滑冷却油液经与旋转密封机构相对应的轴向冷却润滑孔进入润滑冷却油路24，润滑冷却油一小部分进入离合器A、B的A2平衡油腔25和B2平衡油腔26，另一部分经节流塞20进入离合器A、B的摩擦副组件，以提供可靠冷却。由于节流塞20的节流作用，促使润滑冷却油路24内维持一定的低油。由于A2平衡油腔25和B2平衡油腔26通过节流孔29与润滑冷却油路24串联，空挡时，低油压共同作用在活塞式压板5和活塞式压板12的内侧，致使活塞式压板5和活塞式压板12不会向止动环3的方向移动，从而消除了离合器A、B的误动作。
本四档箱示例中有两台同步换挡湿式液压离合器。根据挡位需要可以自由组合。
现有技术中摩擦副种类有多种，本实施例所采用的摩擦副为湿式多片结构，外摩擦片烧结/纸基片1为金属烧结片，内摩擦片为钢片2，比压高，摩擦系数大，磨损系数小，热容量高，其特点决定了离合器体积小产生的扭矩大，这种组合结构形式可以在很小的惯量下产生很高的扭矩，基本无需维修，摩擦副是金属烧结材料，无石棉成分不会污染环境，多片结构动、静态摩擦系数比值小，啮合平衡不会产生噪声。本领域技术人员也可根据工况需要选择其它材料的摩擦片。
与现有技术相比，本实施例的自动变速箱用同步换挡湿式液压离合器采用俩个离合器同步动作联动反馈设计，因此实现了防止换错档的可能，由于省去了任意一台离合器的反馈时间，从而提高了换挡速度。控制执行部件，同步反馈部件采用了集成化设计。通过集成设计提高了离合器的工作稳定性和传递效率，大大减少了日常维护成本，节约了安装空间，使用方法更为简便、灵活。离合器由于是湿式工作，集成了润滑冷却装置，从而提高了工作可靠性。变速箱主机厂可以在传统手动变速箱基础上将机械式同步器换成同步换挡湿式液压离合器，再配合相应控制***就可改成自动变速箱(平行轴式)，直接降低了开发成本。配同步换挡湿式液压离合器的自动变速箱不同与传统的平行轴式AMT变速箱、双离合变速箱及平行轴AT变速箱。本实施例同步换挡湿式液压离合器没有AMT变速箱、双离合变速箱的换挡拨叉，因此换挡更可靠、更快，又不同于平行轴AT变速箱(本田)，它的双离合器本体没有同步动作联动反馈机构，避免了错档的可能，节省了反馈时间，因此简化了电脑控制***的调教。
由此可见，本发明的自动变速箱用同步换挡湿式液压离合器采用俩个离合器同步动作联动反馈设计，因此实现了防止换错档的可能，由于省去了任意一台离合器的反馈时间，从而提高了换挡速度；控制执行部件、同步反馈部件采用了集成化设计，通过集成设计提高了离合器的工作稳定性和传递效率，大大减少了日常维护成本，节约了安装空间，使用方法更为简便、灵活；离合器由于是湿式工作，集成了润滑冷却装置，从而提高了工作可靠性。
同时，本发明摩擦副包括钢片和烧结/纸基片，为湿式多片结构，比压高，摩擦系数大，磨损系数小，热容量高，其特点决定了离合器体积小、产生的扭矩大，这种组合结构形式可以在很小的惯量下和产生很高的扭矩，基本无需维修，摩擦副是金属烧结材料，无石棉成分不会污染环境，多片结构动、静态摩擦系数比值小，啮合平衡不会产生噪声。
需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种自动变速箱用同步换挡湿式液压离合器，其特征在于，包括：
动力输入输出组件，包括离合器毂、外齿圈A和外齿圈B，所述离合器毂的内孔用于连接中心动力轴，所述离合器毂的外圆上套设有止动环，所述止动环通过挡圈限位；所述离合器毂上同时连接有离合器A和离合器B，所述离合器A和所述离合器B分别通过离合器A摩擦副和离合器B摩擦副套设在所述离合器毂的外圆上且分别位于所述止动环的两侧，所述外齿圈A和所述外齿圈B分别连接所述离合器A摩擦副和所述离合器B摩擦副；所述离合器毂内加工有润滑冷却油路，并在节流孔的上端压装有节流塞，所述离合器毂的外轮缘处加工有圆周均布的轴向冷却润滑孔，所述轴向冷却润滑孔的两端均设置有球堵；
控制执行部件，包括离合器A控制油缸、离合器B控制油缸和排空单向阀，所述离合器A控制油缸和所述离合器B控制油缸分别通过螺栓固定于所述离合器毂的左右两端面上；所述离合器A控制油缸包括压紧缸盖、活塞式压板和缸套，所述压紧缸盖套设于所述缸套的短凸台上，所述活塞式压板套设于所述压紧缸盖和所述缸套的外圆上，所述排空单向阀安装在所述压紧缸盖和所述缸套之间并呈圆周方向对称布置；所述离合器B控制油缸与所述离合器A控制油缸的结构相同且对称布置；
同步反馈部件，包括活塞公用复位弹簧、A2平衡油腔和B2平衡油腔，所述活塞公用复位弹簧安装在所述离合器毂轮辐处的圆周轴向孔中，且所述活塞公用复位弹簧呈压缩状态连接在所述离合器A控制油缸的活塞式压板和所述离合器B控制油缸的活塞式压板之间；所述A2平衡油腔由所述离合器A控制油缸与所述离合器毂围成，所述B2平衡油腔由所述离合器B控制油缸与所述离合器毂围成，所述A2平衡油腔和所述B2平衡油腔串联共用一路油液控制。
2.根据权利要求1所述的自动变速箱用同步换挡湿式液压离合器，其特征在于，所述离合器毂的外圆上加工有外花键用于连接所述摩擦副组件，所述外花键的中间加工有卡簧槽，所述止动环通过内花键套装于所述外花键上。
3.根据权利要求1所述的自动变速箱用同步换挡湿式液压离合器，其特征在于，所述离合器毂的两端面加工有圆周均布的螺纹孔，用于安装所述离合器A控制油缸和离合器B控制油缸。
4.根据权利要求2所述的自动变速箱用同步换挡湿式液压离合器，其特征在于，所述摩擦副组件包括烧结\纸基片和钢片，所述烧结\纸基片和所述钢片交替套装于所述外花键上。
5.根据权利要求1所述的自动变速箱用同步换挡湿式液压离合器，其特征在于，还包括密封衬环，所述密封衬环上设置有若干径向圆周孔，所述密封衬环嵌置于所述压紧缸盖的内孔中，所述密封衬环能够与所述中心动力轴的外圆过渡配合形成环状的密封槽，以控制液压油由所述中心动力轴的径向孔经所述径向圆周孔进入所述离合器A控制油缸和/或所述离合器B控制油缸。
6.根据权利要求1所述的自动变速箱用同步换挡湿式液压离合器，其特征在于，所述缸套和所述压紧缸盖的外圆槽内分别套装有第一O型圈和挡圈。
7.根据权利要求1所述的自动变速箱用同步换挡湿式液压离合器，其特征在于，所述离合器毂的轮缘孔槽中设置有第二O型圈。
8.根据权利要求1所述的自动变速箱用同步换挡湿式液压离合器，其特征在于，所述离合器A的内摩擦片和所述离合器B的内摩擦片均由所述离合器毂带动。
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