CN111486183B - 一种湿式多片式换挡离合器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种湿式多片式换挡离合器，包括缸套，缸套内设置活塞和压板，活塞和压板之间设置了多个对偶钢片和多个摩擦片，对偶钢片和摩擦片交替设置，摩擦片包括第一摩擦片和第二摩擦片，第一摩擦片的两侧设置有第一圆弧沟槽，第二摩擦片的两侧设置有第二圆弧沟槽，沿着活塞到压板的方向，第一摩擦片设置在离合器轴向的中间位置,第二摩擦片设置在第一摩擦片的两侧，第一圆弧沟槽的面积占第一摩擦片的面积比例小于第二圆弧沟槽的面积占第二摩擦片的面积比例。本发明通过定量改变不同轴向位置的摩擦片的圆弧沟槽面积，使得离合器获得优良的摩擦转矩，较低的温升，较低的磨损，提高摩擦元件的使用寿命，提高了离合器的可靠性。

Description

一种湿式多片式换挡离合器
技术领域
本发明涉及离合器技术领域，特别地涉及一种湿式多片式换挡离合器。
背景技术
在重型车辆的综合传动装置中，最易失效和损坏的设备或元件就是湿式离合器。而离合器失效的最主要原因就是摩擦副间的温度过高，导致了摩擦元件的翘曲变形或者磨损失效。摩擦元件的摩擦性能直接由选定的摩擦材料决定，同时受到了摩擦元件的结构，操作参数，润滑油的流量和温度的影响。目前大多数研究者都在开发新的摩擦材料来改善离合器的摩擦磨损性能，从而减少离合器的接合时间和磨损率。
然而，多片离合器的轴向不同位置的散热和产热情况是不一致的，这样就会导致不同位置处的摩擦元件的摩擦磨损特性差异明显。由于多盘离合器***中的中间位置的摩擦元件散热条件较差并且产热较多，最容易发生热屈曲和磨损失效，从而导致整个离合器的失效，进而影响传动***的可靠性和整车的安全性。
以上不足，有待改善。
发明内容
本发明的目的在于提供一种湿式多片式换挡离合器，用以解决现有多片离合器中的中间位置的摩擦元件易失效而导致离合器使用寿命缩短的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下所述：
一种湿式多片式换挡离合器，其特征在于，包括缸套，所述缸套内设置活塞和压板，所述活塞和所述压板之间设置了多个对偶钢片和多个摩擦片，所述对偶钢片和所述摩擦片交替设置，所述摩擦片包括第一摩擦片和第二摩擦片，所述第一摩擦片的两侧设置有第一圆弧沟槽，所述第二摩擦片的两侧设置有第二圆弧沟槽，
沿着所述活塞到所述压板的方向，所述第一摩擦片设置在离合器轴向的中间位置, 所述第二摩擦片设置在所述第一摩擦片的两侧，所述第一圆弧沟槽的面积占所述第一摩擦片的面积比例小于所述第二圆弧沟槽的面积占所述第二摩擦片的面积比例。
根据上述方案的本发明，其特征在于，所述第一摩擦片与所述第二摩擦片的数量比例为1比2，所述第二摩擦片均匀设置在所述第一摩擦片的两侧。
根据上述方案的本发明，其特征在于，所述第一圆弧沟槽的面积占所述第一摩擦片的面积的30%～40%，所述第二圆弧沟槽的面积占所述第二摩擦片的面积的45%～55%。
进一步的，所述第一圆弧沟槽的面积占所述第一摩擦片的面积的35%，所述第二圆弧沟槽的面积占所述第二摩擦片的面积的50%。
进一步的，所述第一圆弧沟槽的宽度为0.8mm～1.2mm，所述第二圆弧沟槽的宽度为1.3mm～1.7mm。
更进一步的，所述第一圆弧沟槽的宽度为1mm，所述第二圆弧沟槽的宽度为1.5mm。
根据上述方案的本发明，其特征在于，所述第一圆弧沟槽和所述第二圆弧沟槽均为45°等分双圆弧沟槽。
根据上述方案的本发明，其特征在于，所述对偶钢片是平直钢片。
根据上述方案的本发明，其特征在于，所述缸套的凹槽内设置了限位卡环，所述限位卡环与所述压板连接。
根据上述方案的本发明，其特征在于，所述对偶钢片与所述缸套周向连接，所述摩擦片与输入齿轮连接。
本发明的有益效果如下：
本发明通过定量改变不同轴向位置的摩擦片的圆弧沟槽面积，使得离合器获得最优的综合性能，通过中间位置的摩擦片改善离合器中部的热负荷环境，通过离合器两侧的摩擦片来提升离合器的摩擦转矩，这种搭配使离合器获得优良的摩擦转矩，较低的温升，较低的磨损，提高摩擦元件的使用寿命，提高了离合器的可靠性，乃至提高了传动***和整车的安全性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明摩擦元件布置方式的示意图；
图3为本发明摩擦片的主视图；
图4为本发明摩擦片的侧视图；
在图中，1、活塞；2、油缸；3、缸套；4、对偶钢片；5、摩擦片；5A、第一摩擦片；5B、第二摩擦片；6、压板；7、限位卡环；501、圆弧沟槽；502、摩擦材料层。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
如图1、图2所示，本发明提供一种湿式多片式换挡离合器，包括缸套3，缸套3内设置活塞1和压板6，活塞1和压板6之间设置了多个对偶钢片4和多个摩擦片5，对偶钢片4和摩擦片5交替设置，摩擦片5的两侧设置有圆弧沟槽501，对偶钢片4为平直钢片。摩擦片5分为两种，包括第一摩擦片5A和第二摩擦片5B，第一摩擦片5A的两侧设置有第一圆弧沟槽，第二摩擦片5B的两侧设置有第二圆弧沟槽。沿着活塞1到压板6的方向，第一摩擦片5A设置在离合器轴向的中间位置，第二摩擦片5B均匀的设置在第一摩擦片5A的两侧，第一圆弧沟槽的面积占第一摩擦片5A的面积比例小于第二圆弧沟槽的面积占第二摩擦片5B的面积比例。本发明通过定量改变不同轴向位置的摩擦片的圆弧沟槽面积，使得离合器获得最优的综合性能，通过中间位置的摩擦片改善离合器中部的热负荷环境，通过离合器两侧的摩擦片来提升离合器的摩擦转矩，这种搭配不仅能够使离合器获得优良的摩擦转矩，较低的温升，较低的磨损，延长了离合器的使用寿命，提高了离合器的可靠性，乃至提高了传动***和整车的安全性。
在本发明一实施例中，第一摩擦片5A与第二摩擦片5B的数量比例为1比2。具体的，当离合器为含有三片摩擦片5的离合器时，第一摩擦片5A的数量为1片，第二摩擦片5B的数量为2片，且摩擦元件的布置方式为1-4-5B-4-5A-4-5B-6；当离合器为含有六片摩擦片5的离合器时，第一摩擦片5A的数量为2片，第二摩擦片5B的数量为4片，且摩擦元件的布置方式为1-4-5B-4-5B-4-5A-4-5A-4-5B-4-5B-6, 以此类推。上述的摩擦片布置使得离合器获得最优的综合性能。
如图3-图4所示，在本发明一实施例中，圆弧沟槽501设置在摩擦片3两侧的摩擦材料层502上, 圆弧沟槽501为45°等分双圆弧沟槽，即两个圆弧沟槽之间的夹角分为45°和135°。
在本发明一实施例中，第一圆弧沟槽的面积占第一摩擦片5A的面积的30%～40%，第二圆弧沟槽的面积占第二摩擦片5B的面积的45%～55%。此设计使得第一摩擦片5A综合性能优良，产生的摩擦转矩适中，散热性能好，表面温度较低，此种摩擦片不易磨损，所以放置在离合器轴向的中间位置；而第二摩擦片5B能产生较大的摩擦转矩，并且散热性能优良，但是接触区域的比压过大，导致磨损严重，所以放置在靠近活塞1和压板6处。
优选的，第一圆弧沟槽的面积占第一摩擦片5A的面积的35%，第二圆弧沟槽的面积占第二摩擦片5B的面积的50%。当第一圆弧沟槽的面积占第一摩擦片5A的面积的35%时，通过第一摩擦片5A改善离合器中部的热负荷环境的效果最佳；当第二圆弧沟槽的面积占第二摩擦片5B的面积的50%时，通过离合器两侧的第二摩擦片5B来提升离合器的摩擦转矩的效果最佳。
进一步的，当第一圆弧沟槽的面积占第一摩擦片5A的面积的30%～40%时，第一圆弧沟槽的宽度为0.8mm～1.2mm；当第二圆弧沟槽的面积占第二摩擦片5B的面积的45%～55%时，第二圆弧沟槽的宽度为1.3mm～1.7mm。优选的，当第一圆弧沟槽的面积占第一摩擦片5A的面积的35%时，第一圆弧沟槽的宽度为1mm，该设计下使通过第一摩擦片5A改善离合器中部的热负荷环境的效果最佳；当第二圆弧沟槽的面积占第二摩擦片5B的面积的50%时，第二圆弧沟槽的宽度为1.5mm，该设计下使通过离合器两侧的第二摩擦片5B来提升离合器的摩擦转矩的效果最佳。
在本发明一实施例中，缸套3的凹槽内设置了限位卡环7，限位卡环7与压板6连接。
在本发明一实施例中，对偶钢片4和摩擦片5均可作为主动片或被动片。
在本发明一实施例中，对偶钢片4与缸套3周向连接，摩擦片5与输入齿轮8连接。摩擦片5作主动片时，摩擦片5通过内花键与输入齿轮8连接，对偶钢片4通过外花键与缸套3上的花键周向啮合。离合器接合时，控制油进入活塞1腔，克服分离弹簧阻力推动活塞1沿轴向移动，消除摩擦元件间隙，对偶钢片4和摩擦片5通过滑动摩擦实现转矩的传递。
在本发明一实施例中，对偶钢片4与压板6的材质相同，压板6的厚度大于对偶钢片4的厚度。
本发明的有益效果如下：
本发明通过定量改变不同轴向位置的摩擦片的圆弧沟槽面积，使得离合器获得最优的综合性能，通过中间位置的摩擦片改善离合器中部的热负荷环境，通过离合器两侧的摩擦片来提升离合器的摩擦转矩，这种搭配使离合器获得优良的摩擦转矩，较低的温升，较低的磨损，提高摩擦元件的使用寿命，提高了离合器的可靠性，乃至提高了传动***和整车的安全性。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
上面对本发明专利进行了示例性的描述，显然本发明专利的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明专利的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明专利的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种湿式多片式换挡离合器，其特征在于，包括缸套，所述缸套内设置活塞和压板，所述活塞和所述压板之间设置了多个对偶钢片和多个摩擦片，所述对偶钢片和所述摩擦片交替设置，所述摩擦片包括第一摩擦片和第二摩擦片，所述第一摩擦片的两侧设置有第一圆弧沟槽，所述第二摩擦片的两侧设置有第二圆弧沟槽，
沿着所述活塞到所述压板的方向，所述第一摩擦片设置在离合器轴向的中间位置,所述第二摩擦片设置在所述第一摩擦片的两侧，所述第一圆弧沟槽的面积占所述第一摩擦片的面积比例小于所述第二圆弧沟槽的面积占所述第二摩擦片的面积比例。
2.如权利要求1所述的湿式多片式换挡离合器，其特征在于，所述第一摩擦片与所述第二摩擦片的数量比例为1比2，所述第二摩擦片均匀的设置在所述第一摩擦片的两侧。
3.如权利要求1所述的湿式多片式换挡离合器，其特征在于，所述第一圆弧沟槽的面积占所述第一摩擦片的面积的30％～40％，所述第二圆弧沟槽的面积占所述第二摩擦片的面积的45％～55％。
4.如权利要求3所述的湿式多片式换挡离合器，其特征在于，所述第一圆弧沟槽的面积占所述第一摩擦片的面积的35％，所述第二圆弧沟槽的面积占所述第二摩擦片的面积的50％。
5.如权利要求3所述的湿式多片式换挡离合器，其特征在于，所述第一圆弧沟槽的宽度为0.8mm～1.2mm，所述第二圆弧沟槽的宽度为1.3mm～1.7mm。
6.如权利要求5所述的湿式多片式换挡离合器，其特征在于，所述第一圆弧沟槽的宽度为1mm，所述第二圆弧沟槽的宽度为1.5mm。
7.如权利要求1所述的湿式多片式换挡离合器，其特征在于，所述第一圆弧沟槽和所述第二圆弧沟槽均为45°等分双圆弧沟槽，两个相交的所述第一圆弧沟槽之间的夹角分为45°和135°，两个相交的所述第二圆弧沟槽之间的夹角分为45°和135°。
8.如权利要求1所述的湿式多片式换挡离合器，其特征在于，所述对偶钢片是平直钢片。
9.如权利要求1所述的湿式多片式换挡离合器，所述缸套的凹槽内设置了限位卡环，所述限位卡环与所述压板连接。
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