CN205207480U - 离合器装置及动力换挡式变速器和作业机械 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及离合器装置及动力换挡式变速器和作业机械。离合器装置包括：围绕一轴同轴配置的主动毂和从动毂；交替地分别与主动毂和从动毂以不能相对旋转的方式连接且布置在位于其间的离合器片容纳腔中的多个离合器片；和能沿轴向在所述多个离合器片不被活塞挤压而彼此分离的第一位置和所述多个离合器片被活塞压紧成彼此接合的第二位置之间往复移动的活塞。在所述轴中设置有在所述轴的外表面上开口以通往离合器片容纳腔而向其供给润滑油的出油口。离合器装置还包括流量调节机构，流量调节机构通过活塞的移动而将流过出油口的润滑油流量调节成随着活塞从第一位置移动到第二位置而增大且随着活塞从第二位置移动到第一位置而减小。

Description

离合器装置及动力换挡式变速器和作业机械

技术领域

本实用新型涉及一种离合器装置，更具体地是用在机器(尤其是作业机械)的动力换挡式变速器中的离合器装置。

背景技术

机器(例如作业机械)配备有动力***(如发动机***)为机器提供动力，动力***产生的动力通过传动装置传递以控制机器的运行。诸如装载机之类的作业机械通常采用包括液力变矩器和动力换挡式变速器的液力机械传动装置来实现机器的动力输出。

动力换挡式变速器一般包括多个多片式摩擦离合器，通过用液压力控制各个离合器的接合和分离来实现变速器中不同的动力传递路径，从而控制变速器的换挡和换向。当离合器接合时，充入离合器中的液压流体(例如，液压油)推动离合器的活塞以压紧多个离合器片，而当离合器分离时，液压流体卸压，活塞在弹簧的作用下复位，同时将液压流体排出到离合器之外。离合器的各离合器片在接合时会因摩擦而生热，若不能对离合器片进行有效的润滑和散热，则会缩短离合器的使用寿命，故一般通过向离合器片持续供给润滑油来实现润滑和散热。然而，润滑油的供给需要消耗能量，对此，现有技术的离合器装置在能效和成本等方面仍存在改进的空间。

本实用新型旨在解决现有技术中存在的上述一个或多个问题。

实用新型内容

一方面，本实用新型提供了一种离合器装置，包括：围绕一轴同轴配置的主动毂和从动毂；多个离合器片，所述多个离合器片交替地分别与所述主动毂和从动毂以不能相对旋转的方式连接且布置在所述主动毂和从动毂之间的离合器片容纳腔中；和活塞，所述活塞能沿轴向在所述多个离合器片不被所述活塞挤压而彼此分离的第一位置和所述多个离合器片被所述活塞压紧成彼此接合的第二位置之间往复移动。在所述轴中设置有在所述轴的外表面上开口以通往所述离合器片容纳腔而向其供给润滑油的出油口。所述离合器装置还包括流量调节机构，所述流量调节机构通过所述活塞的移动而将流过所述出油口的润滑油流量调节成随着所述活塞从第一位置移动到第二位置而增大且随着所述活塞从第二位置移动到第一位置而减小。

另一方面，本实用新型提供了一种包括上述离合器装置的动力换挡式变速器。

又一方面，本实用新型提供了一种包括上述离合器装置或上述动力换挡式变速器的作业机械。

附图说明

图1是根据本实用新型的离合器装置所应用的一种示例性机器的立体图。

图2和3分别是根据本实用新型一实施例的离合器装置在处于分离状态和接合状态时的剖视图。

具体实施方式

图1显示了一种示例性的机器100。机器100可例如为作业机械，如轮式装载机。机器100也可以是执行与特定行业(例如采矿、建筑、农业、运输等)相关的操作并在各种作业环境(例如矿场、建筑工地、农场和道路等)中工作的任何其它类型的机器，例如履带式挖掘机、轮式平地机等。

机器100可包括主机架30、操作人员容纳空间如驾驶室35、和工作机具36。在一个实施例中，工作机具36可以是应用于装载机的铲斗。机器100可包括至少一个与工作机具36操作连接并用来控制工作机具36动作的油缸37。在机器100的下部布置有行走装置40，用来支撑和移动机器100。在一个实施例中，行走装置40包括车轮41。

图1所示的机器100可通过包括液力变矩器和动力换挡式变速器的液力机械传动装置(未示出)将由机器的动力***输出的动力传递给例如行走装置40。动力换挡式变速器可包括多个在图2和3中示例性地示出的根据本实用新型的离合器装置。

图2和3所示，离合器装置包括主动毂2和从动毂11。主动毂2和从动毂11可都呈圆筒状，并且围绕例如可绕轴线15旋转并由轴承9等支承的轴14彼此同轴地嵌套设置，从而在它们之间形成用于容纳多个离合器片的环形空间(下称“离合器片容纳腔”)。具体而言，在主动毂2上例如通过花键以不能相对于其旋转的方式连接有多个主动离合器片6，在本实施例中主动离合器片6由主动毂2的内周沿径向向内延伸，而在从动毂11上例如通过花键以不能相对于其旋转的方式连接有多个从动离合器片5，在本实施例中从动离合器片5由从动毂11的外周沿径向向外延伸。主动离合器片6与从动离合器片5彼此交替地设置在离合器片容纳腔中，并且它们中的一者或两者可为带有摩擦涂层的摩擦片。

离合器装置还包括活塞4，其可例如在液压流体和弹簧的作用下沿轴向选择性地朝向或离开所述多个离合器片5、6移动以使得所述多个离合器片彼此接合或分离。具体地，活塞4的一侧(图中的左侧)承受液压流体的推力，而另一侧(图中的右侧)的一部分(图中的径向内侧端缘部)承受弹簧7(例如螺旋弹簧)向左施加的推力。弹簧7在不与活塞4接触的另一端靠接于弹簧座8，弹簧座8又靠接于固定在轴14上的挡圈10。如图2所示，当离合器装置不工作时，液压流体不对活塞4施力，活塞4处于其第一位置。当离合器装置工作而被液压流体向右推时，活塞4能够克服弹簧7的推力而移动，直至其右侧的另一部分(图中的径向外侧端缘部)能对所述多个离合器片5、6中的最左侧离合器片施力并进而将所述多个离合器片压紧成彼此接合，此时活塞4如图3所示到达其第二位置。当活塞4左侧的液压流体卸压而使离合器装置又不工作时，活塞4在弹簧7的作用下复位，使得所述多个离合器片5、6不再被活塞4压靠而彼此分离，此时活塞4回到图2所示的第一位置。离合器装置的上述一般结构和操作是本领域公知的，在此不对其各种细节做过多描述。

在本实用新型中，活塞4可由铝或适当的铝合金制成。与一般采用铸铁来制造活塞相比，这能够减轻活塞的重量，从而减小活塞在运动时的惯性，进而减小液压流体推动活塞4以及弹簧7使活塞复位所施加的力，节省能量消耗，也使得能选用更小、更便宜的复位弹簧。

为了便于利用离合器装置进行动力传递，离合器装置还可包括与主动毂2和从动毂11同轴配置的输入齿轮1和输出齿轮3。输入齿轮1和输出齿轮3分别与主动毂2和从动毂11固连，并且例如分别以不能相对旋转和能相对旋转的方式安装在轴14上。在所示的实施例中，为了简化结构，输入齿轮1与轴14用同种材料一体形成，而输出齿轮3与从动毂11用同种材料一体形成。主动毂2可在其左端例如通过焊接与输入齿轮1连接成一体。输出齿轮3可例如经由滑动轴承安装在轴14上，这与通常采用的深沟球轴承相比能够降低成本并提高轴承的径向承载力。从图2和3中可以看到，除了输入齿轮1和输出齿轮3以外，主动毂2、从动毂11、活塞4、弹簧7、弹簧座8等都围绕轴14共轴或同心地配置。其中，活塞4配置在输入齿轮1和离合器片容纳腔之间。在轴14上还可设置有除输入齿轮1和输出齿轮3之外的其它齿轮，以进行不涉及离合器装置的其它路径的动力传递。

在轴14中可设置有为活塞4供给液压流体的通道16和为离合器装置的各部分供给润滑油的润滑油道18。液压流体经通道16向右、再沿斜向充入活塞4和输入齿轮1之间的空间17内，而润滑油经润滑油道18向右、再例如沿径向通过出油口A流出。出油口A在轴14的外表面上开口以通往离合器片容纳腔而向其供给润滑油。更具体地，从出油口A流出的润滑油可先到达容纳弹簧7的空间，然后经由从动毂11上所开的孔口流入离合器片容纳腔中以对离合器片进行润滑和散热。离合器片容纳腔中的润滑油又可在离合器装置旋转时在离心力的作用下经由主动毂2上所开的孔口甩出到变速器壳体中。

根据本实用新型的离合器装置还包括流量调节机构，其能够通过活塞4的移动而将流过出油口A的润滑油流量调节成随着活塞从第一位置移动到第二位置而增大且随着活塞从第二位置移动到第一位置而减小。

在所示的实施例中，流量调节机构包括围绕轴14配置在轴14和离合器片容纳腔之间的筒形部件12。筒形部件可以如图2和3所示是活塞4的一体部分，但也可以固连于活塞4，从而与活塞4一起移动。筒形部件可具有连通其径向内侧和径向外侧的通孔13，并且构造成在活塞4处于图2所示的第一位置时完全地或部分地阻塞出油口A(在图2中示出为部分地阻塞)，而在活塞4处于图3所示的第二位置时完全地或部分地打开出油口A(在图3中示出为完全打开，即完全不阻塞)。当然，在活塞4的第一位置出油口A被部分地阻塞时的通流面积(对应于从其流过的润滑油流量)要小于在活塞4的第二位置出油口A被部分地打开时的通流面积。从出油口A流出的润滑油经由筒形部件12中的通孔13流到容纳弹簧7的空间中并进一步到达离合器片容纳腔。

在所示的实施例中，筒形部件12包括远离活塞4的末端部(图中的右端部)以及介于该末端部和活塞4之间的主体部，通孔13设置在该主体部中。该末端部通过其径向内周面与轴14的外表面滑动接触以便能阻塞或打开出油口A，也就是说，只需筒形部件12的该末端部便能起到阻塞或打开出油口A的作用。另外，筒形部件12的主体部的径向内周面与轴14的外表面以一间隙隔开。上述构型能减小筒形部件12与轴14之间的滑动接触面积，从而减小摩擦，并且便于加工制造。当然，也能设想筒形部件12的整个径向内周面都与轴14的外表面滑动接触的构型。在所示的实施例中，通孔13在轴向上与所述末端部邻接。然而，也能设想通孔13在轴向上与所述末端部间隔开的构型。

在轴14的周向上可根据需要设置一个或多个出油口A，而在筒形部件12的周向上也可设置一个或多个通孔13。另外，通孔13的(总)通流面积大于或等于出油口A在活塞4处于第二位置时的(总)通流面积，以便不会限制出油口A的最大流量。

工业实用性

当机器工作并且进行换挡或换向时，操作员控制液压流体对变速器中各离合器装置的充填或卸放，以实现相应离合器装置的接合或分离。

具体而言，当使离合器装置接合时，液压流体经轴14中的通道16供给到活塞4和输入齿轮1之间的空间17内，并且压力不断升高，从而推动活塞4克服弹簧7的作用力从图2所示的第一位置右移，直至将各离合器片3、4压紧成彼此接合而到达图3所示的第二位置。由此，经输入齿轮1输入的旋转动力经由主动毂2和彼此接合的离合器片传递至从动毂11和输出齿轮3，使得输入齿轮1、离合器装置和输出齿轮3成一体地旋转。

当使离合器装置分离时，经由通道16供给的液压流体卸压，使得活塞4在弹簧7的推力下从第二位置左移而复位到第一位置，由此各离合器片彼此分离，使得从输入齿轮1向输出齿轮3的动力传递中断。

在活塞4从第一位置移动到第二位置的过程中，各离合器片逐渐接合，从而摩擦增大，发热增加，因此需要从润滑油道18向离合器片容纳腔供给更多的润滑油。相反，在活塞4从第二位置移动到第一位置的过程中，各离合器片逐渐分离，从而摩擦减小，发热减少，相应地也可减少润滑油的供给量。

根据本实用新型的上述离合器装置，设置有形式例如为与活塞4一起移动的筒形部件12的流量调节机构，并且该流量调节机构在活塞4的第一位置完全地或部分地阻塞出油口A，使得出油量最小，而随着活塞4移动到第二位置又逐渐地打开出油口A直至出油量最大，从而通过活塞4的移动匹配了离合器装置工作过程中对润滑油流量的上述动态变化的需求。与现有技术中出油口A的润滑油流量始终保持为最大流量的构型相比，本实用新型的离合器装置既能够减小润滑油的流通总量，从而减少用于供给润滑油的能耗，又能够使润滑油的供给量与离合器片的发热量相匹配，从而有助于使离合器片的散热和润滑状态保持均衡。

根据本实用新型的离合器装置可应用于各种机器、尤其是作业机械(如轮式装载机)的动力换挡式变速器中，但不限于此，显然它也适用于采用以液压力来控制接合和分离的多片式摩擦离合器的各种其它场合。

显然，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型的范围或精神的情况下，可对上文所公开的实施例作出各种修改和变型。根据本说明书所公开的对本实用新型的实践，本实用新型的其它实施例对于本领域技术人员而言是显而易见的。本说明书及其公开的示例应被认为只是例示性的，本实用新型的真正范围由所附权利要求及其等同物指定。

Claims (9)

1.一种离合器装置，包括：

围绕一轴(14)同轴配置的主动毂(2)和从动毂(11)；

多个离合器片(5，6)，所述多个离合器片交替地分别与所述主动毂(2)和从动毂(11)以不能相对旋转的方式连接且布置在所述主动毂和从动毂之间的离合器片容纳腔中；和

活塞(4)，所述活塞能沿轴向在所述多个离合器片(5，6)不被所述活塞挤压而彼此分离的第一位置和所述多个离合器片被所述活塞压紧成彼此接合的第二位置之间往复移动，

在所述轴(14)中设置有在所述轴(14)的外表面上开口以通往所述离合器片容纳腔而向其供给润滑油的出油口(A)，

所述离合器装置的特征在于，还包括流量调节机构，所述流量调节机构通过所述活塞(4)的移动而将流过所述出油口(A)的润滑油流量调节成随着所述活塞从第一位置移动到第二位置而增大且随着所述活塞从第二位置移动到第一位置而减小。

2.根据权利要求1所述的离合器装置，其特征在于，所述流量调节机构包括围绕所述轴(14)配置在所述轴和所述离合器片容纳腔之间的筒形部件(12)，所述筒形部件是所述活塞(4)的一体部分或固连于所述活塞以与所述活塞一起移动，所述筒形部件(12)具有连通其径向内侧和径向外侧的通孔(13)，所述筒形部件构造成在所述活塞(4)处于第一位置时完全地或部分地阻塞所述出油口(A)，而在所述活塞处于第二位置时完全地或部分地打开所述出油口。

3.根据权利要求2所述的离合器装置，其特征在于，所述筒形部件(12)包括远离所述活塞(4)的末端部以及介于所述末端部和所述活塞之间的主体部，所述通孔(13)设置在所述主体部中，所述末端部通过其径向内周面与所述轴(14)的外表面滑动接触以便能阻塞或打开所述出油口(A)，所述主体部的径向内周面与所述轴(14)的外表面隔开。

4.根据权利要求3所述的离合器装置，其特征在于，所述通孔(13)在轴向上与所述末端部邻接。

5.根据权利要求4所述的离合器装置，其特征在于，所述通孔(13)的通流面积大于或等于所述出油口(A)在所述活塞(4)处于第二位置时的通流面积。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的离合器装置，其特征在于，还包括与所述主动毂(2)和从动毂(11)同轴配置的输入齿轮(1)和输出齿轮(3)，所述输入齿轮(1)和输出齿轮(3)分别与所述主动毂(2)和从动毂(11)固连，并且分别以不能相对旋转和能相对旋转的方式安装在所述轴(14)上。

7.根据权利要求6所述的离合器装置，其特征在于，所述活塞(4)配置在所述输入齿轮(1)和所述离合器片容纳腔之间。

8.一种动力换挡式变速器，其特征在于包括根据权利要求1至7中任一项所述的离合器装置。

9.一种作业机械(100)，其特征在于包括根据权利要求1至7中任一项所述的离合器装置或根据权利要求8所述的动力换挡式变速器。