專利名稱：離合器和工程機械的制作方法
技術領域：
本發明涉及工程機械領域，特別涉及一種離合器和工程機械。
背景技術：
離合器是設置在發動機與變速箱之間的一種用于傳遞或切斷發動機動力的裝置。離合器是汽車動力系統的重要部件，它擔負著將動力與發動機之間進行切斷與連接的工作。目前，機械領域動力傳遞過程所使用的離合裝置大多為片式離合器。片式離合器的種類繁多，但其基本工作原理大致相同，具體為不聯動狀態時，作用力推動分離叉，向膜片彈簧的中間部位按壓分離軸承，膜片彈簧的中間部位被推入，彈簧外側附近的一組銷使得彈簧將壓盤從離合器盤上拉開，由此離合器從旋轉著的發動機上分離。聯動狀態時，彈簧 會向離合器盤方向推動壓盤，從而擠壓飛輪，由此可將發動機鎖定到變速器輸入軸上，使它們以相同的速度旋轉。此種離合器的缺陷主要在于換擋時動力結合的平順性不佳，離合器片易磨損，使用壽命較短。
發明內容
有鑒于此，本發明提出一種離合器和工程機械，以解決現有離合器動力結合的平順性不佳，離合器片易磨損的問題。本發明提供一種離合器，其包括與輸入軸同軸聯動的主動盤；所述主動盤設有柱塞腔，所述柱塞腔內設有柱塞；所述柱塞與所述柱塞腔的內壁密閉貼合；套設于所述主動盤外部的從動盤，所述從動盤設有柱塞槽，且所述柱塞槽與所述柱塞腔相對設置；與所述從動盤同軸聯動的輸出軸；液壓控制機構，用于向所述柱塞腔內供油。進一步地，所述液壓控制機構包括油箱；與所述油箱相通的控制閥，所述控制閥與所述柱塞腔相通；單向閥，其進油口與所述油箱相通，出油口與所述柱塞腔相通。進一步地，所述液壓控制機構還包括溢流閥，其進油口與所述柱塞腔相通，出油口與所述油箱相通。進一步地，所述控制閥為電磁比例控制閥。進一步地，所述離合器還包括用于支撐所述柱塞的彈性元件，所述彈性元件設置于所述柱塞腔內，其外端套設有所述柱塞。進一步地，所述柱塞腔的個數為多個，且沿所述主動盤的周向均勻設置；所述從動盤的柱塞槽的個數為多個，且沿所述從動盤的內圓周向均勻設置。進一步地，相鄰所述柱塞槽間圓滑過渡。進一步地，所述離合器還包括安裝于所述從動盤外部的外殼，所述外殼包括設置于所述輸入軸一側的前蓋，和與所述前蓋可拆卸連接的殼體。進一步地，所述輸入軸上設置有輸入軸承；所述前蓋上設有輸入軸承槽，所述輸入軸承安裝于所述輸入軸承槽內。
進一步地，所述液壓控制機構安裝于所述前蓋的外側，且所述前蓋設有與所述控制閥和所述單向閥相通的第一油道，所述主動盤內設置與所述第一油道和所述柱塞腔相通的第三油道。進一步地，所述離合器還包括設置于所述前蓋和所述主動盤之間的密封環，所述密封環上設有第二油道，所述第二油道的兩端分別與所述第一油道和所述第三油道相通。本發明還提供一種工程機械，設置有上述任意一項所述的離合器。本發明提供一種離合器，其利用主動盤上的柱塞與從動盤直接作用作為動力傳遞的方式，并通過液壓控制機構控制柱塞和從動盤的聯動關系，實現離合器的動力輸入和切斷的功能。相對于現有技術，本發明具有以下優勢動力結合時，柱塞腔內的液壓油逐漸增多，柱塞腔內的油壓逐漸升高，柱塞也是逐漸被鎖定在柱塞槽內，從動盤受到的扭矩也隨之逐漸變大，因此動力結合較為平順。
僅在動力結合時柱塞與從動盤才有相對運動，換擋結束后柱塞與從動盤同速轉動，二者無相對運動，有效減少柱塞與缸體的磨損，提高離合器的可靠性，延長了離合器的使用壽命。進一步地，若液壓控制機構若還設置有溢流閥，當離合器輸出端載荷過大時，溢流閥還可對發動機起到過載保護作用。本發明實施例還提供了一種工程機械，該工程機械設有上述任一種離合器，由于上述任一種離合器具有上述技術效果，因此，設有該離合器的工程機械也應具備相應的技術效果。
構成本發明的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中圖I為本發明實施例I提供的離合器的示意圖；圖2為圖I所示離合器的爆炸圖；圖3為主動盤的結構示意圖；圖4為從動盤的結構示意圖。附圖標記說明I 控制閥2 溢流閥3 單向閥4 油箱5 前蓋6 輸入軸7 輸入軸承8 密封環9 柱塞112第三油道10 彈簧11 主動盤111柱塞腔12 從動盤121柱塞槽13 輸出軸14 輸出軸承15 殼體
具體實施方式
需要說明的是，在不沖突的情況下，本發明中的實施例及實施例中的特征可以相
互組合。本發明的基本思想在于利用主動盤上的柱塞與從動盤直接作用作為動力傳遞的方式，并通過液壓控制機構控制柱塞和從動盤的聯動關系，實現離合器的動力輸入和切斷的功能。下面結合附圖，對本發明的各優選實施例作進一步說明。圖I示出了本發明實施例I提供的離合器的結構，該離合器的具體結構請參見圖2，該離合器包括輸入軸6，其套設有輸入軸承7 ；
主動盤11，其與輸入軸6同軸聯動；其設置有柱塞腔111，柱塞腔111內設有彈簧10，彈簧10的外端套設有柱塞9，該柱塞9與柱塞腔111的內壁密閉貼合；主動盤11內設置有與柱塞腔111相通的第三油道112 ；從動盤12，套設于主動盤11外部，該從動盤12設置有柱塞槽121，且柱塞槽121與柱塞腔111相對設置；輸出軸13,其與從動盤12同軸聯動；安裝于從動盤12外部的外殼,該外殼包括設置于輸入軸6—側的前蓋5,與該前蓋5可拆卸連接的殼體15 ;前蓋5上設置有與上述第三油道112相通的第一油道；液壓控制機構，其用于向柱塞腔111內供油；液壓控制機構安裝于前蓋5的外側，具體包括控制閥I、單向閥3和油箱4 ;其中，控制閥I與油箱4相通，控制閥I與第一油道相通(即與柱塞腔111相同)；單向閥3的進油口與油箱4相通，出油口與第一油道相通(SP與柱塞腔111相同)。本實施例提供的離合器的工作原理如下發動機帶動輸入軸6以及主動盤11轉動，置于主動盤11柱塞腔111內的柱塞9也隨之轉動。柱塞9在彈簧10和從動盤12共同作用下，沿主動盤11的徑向做往復運動，或有往復運動的趨勢。控制閥I開啟時，油箱4內的液壓油在液壓差的作用下會依次經過控制閥I、前蓋5上的第一油道、第三油道112進入柱塞腔111內，部分液壓油還會通過單向閥3、第一油道、第三油道112進入柱塞腔111內；柱塞腔111內會逐漸充滿液壓油，同時液壓油還可以通過第三油道112、第一油道和控制閥I流回油箱4，此時液壓油不斷被吸入和排出柱塞腔111，柱塞9自由運動，依舊沿主動盤11的徑向做往復運動，或有往復運動的趨勢。此時柱塞9處于解除鎖定狀態，從動盤12處于靜止狀態，離合器為不聯動狀態。控制閥I關閉時，油箱4內的液壓油無法通過控制閥I進入或排出柱塞腔111，油箱4內的液壓油在液壓差的作用下通過單向閥3、第一油道和第三油道112流入柱塞腔111內，由于柱塞腔111內的液壓油無法從控制閥I及單向閥3流回油箱4，因此柱塞腔111內的液壓油逐漸增多，液壓油111推動柱塞9向柱塞腔111外部運動，柱塞9被鎖定到柱塞槽121內，此時柱塞9處于鎖定狀態，柱塞9推動從動盤12及輸出軸同速轉動，離合器為聯動狀態。控制閥I按照一定比例打開時，控制閥I對主動盤11柱塞腔111內的液壓油起到節流作用，一定量的液壓油可以通過控制閥I流回油箱4，此時柱塞9處于半鎖定狀態，輸出軸15與輸入軸6有一定速差,離合器為半聯動狀態。上述離合器中，輸入軸6與發動機相連，其相當于離合器的動力輸入端，用于帶動主動盤11轉動；輸出軸13可以與變速箱相連，相當于離合器的動力輸出端，其由從動盤15帶動轉動。在液壓控制機構的作用下，通過控制主動盤11和從動盤12的聯動關系，實現輸出軸13的聯動轉動、半聯動轉動和不轉動。本實施例提供的離合器的主動盤11上設有柱塞腔111，用于設置彈簧11和柱塞9，柱塞9套設于彈簧10的外端，此處所述外端為背離柱塞腔111底部的一端。從動盤12套設于主動盤11的外部，且從動盤12在于柱塞腔111相對應的部位設置有柱塞槽121。柱塞槽121的形狀優選與柱塞9的頂部形狀相適配。本實施例提供的離合器中，柱塞9與柱塞槽121的配合實現主動盤11和從動盤12的聯動、半聯動和不聯動。彈簧10的作用在于對柱塞9起到支撐作用，在沒有液壓力(由液壓控制機構提供)的作用下，其提供的支撐力不足以使柱塞9被鎖定于柱塞槽121內，而在有液壓力的作用下與液壓油共同作用，為柱塞9 提供足夠的支撐力使其能鎖定于柱塞槽121內。本領域技術人員可以理解，該彈簧10還可由其它彈性元件替代，同樣可以起到上述作用。柱塞9與柱塞腔111的內壁是密閉貼合的，由此保證由液壓控制機構送入的液壓油不會外泄。本實施例中，柱塞9的底部設有支撐槽，彈簧10的外端設置于該支撐槽內，由此一方面可以減輕柱塞9重量，另一方面還可提供更多的儲油空間。當然柱塞9也可不設支撐槽，直接與彈簧10抵壓接觸。為了提高動力傳遞效率，柱塞腔111的個數優選為多個(詳見圖3)，沿主動盤11的周向均勻設置。相應的，從動盤12 (詳見圖4)上柱塞槽121的個數也應為多個，也沿從動盤12的內圓周向均勻設置。在離合器工作過程中，柱塞9與從動盤12的內圓接觸最為頻繁，為了避免柱塞9與從動盤12過渡摩擦，從動盤12的相鄰柱塞槽121之間圓滑過渡。同樣為了減少摩擦，柱塞9的頂面優選為圓弧面。此外，柱塞9和從動盤12還優選采用耐磨材料。離合器中的外殼安裝于從動盤12的外部，用于對主動盤11和從動盤12等構件起到保護作用，避免外界雜質進入影響上述構件的正常工作。該外殼具體的由前蓋5和殼體15組成，二者可以通過螺釘等緊固件可拆卸連接。該前蓋5可以設置于從動盤12的兩側(即主動盤11的兩側)中設有輸入軸6的一側。該前蓋5上設有第一油道,該第一油道與主動盤11的第三油道112相通。由此，該第一油道與第三油道112構成了液壓油的進油回油通道。部分輸入軸6是安裝于前蓋5內的，為了降低前蓋5和輸入軸6之間的摩擦，該輸入軸6上優選設置有輸入軸承7，前蓋5設有輸入軸承槽，輸入軸承7安裝于該輸入軸承槽內。類似的，為了降低殼體15和輸出軸13之間的膜材,該輸出軸13上優選設置有輸出軸承14，殼體設有輸出軸承槽，輸出軸承14安裝于輸出軸承槽內。液壓控制機構中的液壓油通過前蓋5上的第一油道和第三油道112進入柱塞腔111，為了防止液壓油外泄，前蓋5和主動盤11之間還優選設有密封環8，該密封環8上設有第二油道，且第二油道的兩端分別與第一油道和第三油道112相通。由此,第一油道、第二油道與第三油道112共同構成了液壓油的進油回油通道。相應的，當控制閥I開啟時，油箱4內的液壓油會依次通過控制閥I、第一油道、第二油道和第三油道112進入和排出柱塞腔111內；當控制閥I關閉時，油箱4內的液壓油依次通過單向閥3、第一油道、第二油道和第三油道112進入柱塞腔111內。上述密封環8優選套設于輸入軸承7外部，進而使得該離合器及的結構更為緊湊。此外，為了提高油液的傳送速度，進而提高離合器的響應速度，上述第一油道、第二油道和第三油道112的個數均優選為多個。本實施例提供的離合器中，液壓控制機構用于為柱塞腔111供油，供入的液壓油可以為柱塞9提供其沿柱塞腔111外部運動的推力，由此實現柱塞9在柱塞槽121內的鎖定狀態即半鎖定狀態。控制閥I不僅作為油箱4的供油開關，還作為柱塞腔111內液壓油的回油開關。為了便于控制控制閥I的開啟、關閉以及比例開啟，提高控制精度，上述控制閥I優選為電磁比例控制閥。進一步地，該液壓控制機構還優選包括溢流閥2，該溢流閥2的進油口與第一油道相通(即間接的與柱塞腔111相通)，出油口與油箱4相通，其能夠對發動機起到過載保護的作用。具體而言，當輸出端突然超載，從動盤12停止轉動時，主動盤11的柱塞腔111內的油壓突然升高，此時溢流閥2打開，液壓油經過溢流閥2流回油箱4，由此動力以溢流的方式 得到釋放，實現對發動機的保護作用。綜上所述，本發明實施例提供的離合器是通過柱塞與從動盤的直接作用作為動力的傳遞方式，并通過液壓控制機構實現柱塞的鎖定、半鎖定及解除鎖定，由此實現離合器的聯動、半聯動和不聯動。具有以下優點I、動力結合時(即控制閥關閉時)，柱塞腔內的液壓油逐漸增多，柱塞腔內的油壓逐漸升高，柱塞也是逐漸被鎖定在柱塞槽內，從動盤受到的扭矩也隨之變大，因此動力結合較為平順。2、僅在動力結合時柱塞與從動盤才有相對運動，換擋結束后柱塞與從動盤同速轉動，二者無相對運動，有效減少柱塞與缸體的磨損，提高離合器的可靠性，延長了離合器的使用壽命。3、動力結合時，柱塞的作用點沿徑向距離較大，可傳遞較大的扭矩。4、控制閥完全關閉時，離合器內流量為0，動力損失小，傳遞效率高。5、液壓控制機構若還設置有溢流閥，當離合器輸出端載荷過大時，溢流閥還可對發動機起到過載保護作用。本發明實施例還提供了一種工程機械，例如壓路機、銑刨機、起重機等，該工程機械設有上述任一種離合器，由于上述任一種離合器具有上述技術效果，因此，設有該離合器的工程機械也應具備相應的技術效果，其具體實施過程與上述實施例類似，茲不贅述。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種離合器,其特征在于,包括 與輸入軸(6)同軸聯動的主動盤(11)； 所述主動盤(11)設有柱塞腔(111)，所述柱塞腔(111)內設有柱塞(9);所述柱塞(9)與所述柱塞腔(111)的內壁密閉貼合； 套設于所述主動盤(11)外部的從動盤(12)，所述從動盤(12)設有柱塞槽(121)，且所述柱塞槽(121)與所述柱塞腔(111)相對設置； 與所述從動盤(12)同軸聯動的輸出軸(13)； 液壓控制機構，用于向所述柱塞腔(111)內供油。
2.根據權利要求I所述的離合器，其特征在于，所述液壓控制機構包括 油箱(4)； 與所述油箱(4 )相通的控制閥(I)，所述控制閥(I)與所述柱塞腔(111)相通； 單向閥(3)，其進油口與所述油箱(4)相通，出油口與所述柱塞腔(111)相通。
3.根據權利要求2所述的離合器，其特征在于，所述液壓控制機構還包括 溢流閥(2)，其進油口與所述柱塞腔(111)相通，出油口與所述油箱(4)相通。
4.根據權利要求2所述的離合器，其特征在于，所述控制閥(I)為電磁比例控制閥。
5.根據權利要求I至4任意一項所述的離合器，其特征在于，所述離合器還包括用于支撐所述柱塞(9)的彈性元件，所述彈性元件設置于所述柱塞腔(111)內，其外端套設有所述柱塞(9 )。
6.根據權利要求I至4任意一項所述的離合器，其特征在于，所述柱塞腔(111)的個數為多個，且沿所述主動盤(11)的周向均勻設置；所述從動盤(12)的柱塞槽(121)的個數為多個，且沿所述從動盤(12)的內圓周向均勻設置。
7.根據權利要求6所述的離合器，其特征在于，相鄰所述柱塞槽(121)間圓滑過渡。
8.根據權利要求2至4任意一項所述的離合器，其特征在于，所述離合器還包括安裝于所述從動盤(12)外部的外殼,所述外殼包括設置于所述輸入軸(6) —側的前蓋(5),和與所述前蓋(5 )可拆卸連接的殼體(15 )。
9.根據要求8所述的離合器，其特征在于，所述輸入軸(6)上設置有輸入軸承(7);所述前蓋(5)上設有輸入軸承槽，所述輸入軸承(7)安裝于所述輸入軸承槽內。
10.根據權利要求9所述的離合器，其特征在于，所述液壓控制機構安裝于所述前蓋(5)的外側，且所述前蓋(5)設有與所述控制閥(I)和所述單向閥(3)相通的第一油道，所述主動盤(11)內設置與所述第一油道和所述柱塞腔(111)相通的第三油道(112)。
11.根據權利要求9所述的離合器，其特征在于，所述離合器還包括設置于所述前蓋(5 )和所述主動盤(11)之間的密封環(8 )，所述密封環(8 )上設有第二油道，所述第二油道的兩端分別與所述第一油道和所述第三油道(112)相通。
12.—種工程機械，其特征在于，設置有權利要求I至11任意一項所述的離合器。
全文摘要
本發明公開了一種離合器和工程機械。該離合器包括與輸入軸同軸聯動的主動盤；主動盤設有柱塞腔，柱塞腔內設有柱塞；柱塞與柱塞腔的內壁密閉貼合；套設于主動盤外部的從動盤，從動盤設有柱塞槽，且柱塞槽與柱塞腔相對設置；與從動盤同軸聯動的輸出軸；液壓控制機構，用于向柱塞腔內供油。該離合器利用主動盤上的柱塞與從動盤直接作用作為動力傳遞的方式，并通過液壓控制機構控制柱塞和從動盤的聯動關系，實現離合器的動力輸入和切斷的功能。該離合器具有動力結合平順、柱塞與缸體的磨損小的優點。
文檔編號F16D25/061GK102840249SQ20121033564
公開日2012年12月26日 申請日期2012年9月12日 優先權日2012年9月12日
發明者趙洪旺, 肖春, 胡代群 申請人:三一重工股份有限公司