一种配置手动变速箱机动车的自动离合器的制作方法

专利名称：一种配置手动变速箱机动车的自动离合器的制作方法
技术领域：
本发明涉及机动车离合器的技术，特别涉及一种配置手动变速箱机动车的自动离O背景技术
变速器和离合器是机动车传动的主要组成部分。当今世界，机动车变速和离合的 实现方式，主流分为一类是自动变速(ΑΤ)，另一类是手动变速(ΜΤ)。自动变速的技术，以 及生产制造，已经被欧、美、日等国家垄断，即便是中国自主品牌的自动档汽车也是采购西 方自动变速箱总成配置而成。其中，自动变速箱总成包括两个部分，一部分是行星齿轮变速 器，另一部分是液力变矩器，液力变矩器兼有变速与离合功能。手动变速器目前的技术难度 相对自动变速箱的技术较低，手动变速器也由两部分组成，一部分是带同步器的定轴式齿 轮变速箱，另一部分是干片式摩擦离合器。目前，中国只能制造手动变速器和干片离合器， 且为产能大国。
自动变速与手动变速的技术比较自动变速的优点是有优异的自动变速和平滑流畅的起步性能，它对驾驶技术要求低， 对技能差的非专业司机而言，是一种安全、舒适、轻松的选择，其缺点是传动效率低、耗油 大、结构复杂、技术难度大、售价高。
手动变速的优点是结构简单、造价低、传动效率高，其缺点是对驾驶者的操控技术 要求高，技术好的司机开手动档机动车既平滑流畅，张弛有度，又节油高效；但同样一辆车， 换由技术差的司机开，则跌跌撞撞，不仅耗油大，在复杂路况还易发生安全事故。因此，手动 变速箱传动效率高只是它的基本潜质。其性能是否得以实现则取决于驾驶者。导致手动档 机动车难驾驶的最主要因素是干片摩擦离合器的操控。手动档机动车要实现起步，驾驶者 双脚要随机熟练地掌握油门踏板以及离合踏板，若为上坡起步，还需手脚并用，协调操控油 门踏板、离合踏板及驻车手柄。稍有失调，则会出现前冲、后溜、熄火或发动机高转速下车却 停止不前的尴尬局面。
因此，需要将自动离合器与手动变速箱进行结合1产业持续性。我国是生产手动变速箱的产能大国，通过创新、升级，将自动离合器与 手动变速箱进行结合可以使这一传统产业得以持续发展。
2工艺继承性。带同步器的定轴式齿轮变速箱，即手动变速箱，是一种传动效率 高、结构简捷可靠的传统技术方案。但因其自动性差，面临被淘汰的窘境，如果可以使离合 器自动化，则可以将使手动变速箱生命得以延续。
3技术跨越性。当今世界主流自动档汽车均采用欧美行星齿轮变速加液力变矩器 技术方案。若沿袭这一技术模式研发，只能步其后尘，食其牙慧。本发明则完全开创一条有 别于西方自动档汽车的新途径，即以离合器自动化为核心技术，再延伸到定轴齿轮变速器 自动化，实现跨越发展。发明内容
本发明的目的在于提供一种配置手动变速箱机动车的自动离合器，能完全取代干 片摩擦离合器，与手动变速箱配置，彻底去除最难掌控、最不安全、最耗油的环节，使驾驶变 得简单、轻松、安全，同时造价又增加较小。
本发明实现的技术方案如下一种配置手动变速箱机动车的自动离合器，其特征在于设置有用于承接发动机动力的钢膜片组离合单元，该离合单元包括主动片组和从动片 组，通过外活塞推动主动片组和从动片组结合；设置有用于承接钢膜片组离合单元传递过来的动力的双锥离合单元，该离合单元包括 从左到右依次设置的副锥盘、主锥盘和锥套，副锥盘设置有锥形凸起，主锥盘和锥套均设置 有形状匹配的锥形腔，副锥盘的锥形凸起和主锥盘的锥形腔形状匹配；副锥盘左端设置内 活塞，通过内活塞推动副锥盘、主锥盘和锥套结合； 钢膜片组离合单元与双锥离合单元接力传送扭矩； 设置有用于顺序供油的中活塞；所述钢膜片组离合单元与双锥离合安装于离合器壳体内的右侧，外活塞、中活塞和内 活塞安装于离合器壳体内的左侧。
所述钢膜片组离合单元包括若干片主动片和若干片从动片，一片主动片和一片从 动片相邻安装，根据荷载决定主动片和从动片的数量；主动片外圆设置有外花键，与离合器 壳体上设置的内花键键联，并可沿内花键轴向移动；从动片内孔制有内花键，与双锥离合单 元的锥套外圆上的外花键配合键联，并可沿外花键轴向移动。
外活塞的缸腔由固定于离合器壳体左壁上的隔套和离合器壳体内左端的内腔构 成，外活塞位于隔套上端，外活塞还设置有白槽；外活塞的上端还设置有反推簧片，所述反 推簧片的上部固定于离合器壳体左壁上，反推簧片的片爪嵌装在外活塞的白槽内；外活塞 的右端连接设置有用于压紧钢膜片组离合单元的刚性压盘，刚性压盘右面与钢膜片组离合 单元接触；外活塞上设置有泄压微孔；外活塞还设有密封圈，用于密闭油压。在压力油作 用下，外活塞压紧主动片和从动片传递扭矩；泄油时，反推簧片把外活塞推回到左端起始位 置。为便于安装反推簧片，外活塞与刚性压盘用螺钉连接。
所述隔套由螺钉固定于离合器壳体左壁上，每只螺钉衬有一只密封垫，隔套左侧 槽内设密封环，密封垫和密封环用于密封外活塞油缸；隔套上还设置有进油微孔。
钢膜片组离合单元具有半结合平滑、强度高、耐磨、寿命长的优点，也有惯量大(残 余力矩大)的特性，这种特性不能满足手动变速箱的换档要求。众所周知，手动变速箱的结 构是多组不同传动比的带同步器的定轴式齿轮副构成，从空档进档或换档时，要求离合器 输出件分离彻底、惯量小，能受制于变速箱同步器而快变速，即所谓同步效应。如不能同步， 则难以换档或换档撞击；因此，有必要在钢膜片组离合单元后端设置第二级离合器单元，即 双锥离合单元。
双锥离合单元是钢膜片组离合单元的接力装置——承接扭矩并传送给机动车变 速箱一轴。设置双锥离合单元的目的是满足变速箱带同步器定轴齿轮组式技术方案的特 定要求，即从空档到在档或不同传动比的齿轮组切换，离合器输出构件必须惯量小，分离彻 底，能受制于变速箱同步器，随变速箱一轴及时变换转速。
所述双锥离合单元的锥套外圆设置有与从动片内花键配合的外花键，锥套右端内 孔同轴套装在离合器壳体右壁的凸起上，锥套可相对壳体转动，并由锥套左端固定的定位 盘限制其轴向移动；所述定位盘由一组螺钉固定在离合器壳体右壁上，每只螺钉衬有一只 密封垫防止漏油。
当主锥盘右移时，锥套锥形腔内的内锥面和主锥盘锥形腔的外锥面相匹配，两锥 面的母线相结合，传递扭矩；锥套左侧内孔设置有与副锥盘外花键配合的内花键，可键联副 锥盘传送扭矩。
当副锥盘右移时，主锥盘锥形腔的内锥面与副锥盘锥形凸起的锥面相匹配，两锥 面的母线结合，两锥面母线结合时传递扭矩；主锥盘中心孔设置有与机动车变速箱一轴外 花键配合的内花键，主锥盘同轴键联在变速箱一轴上可轴向移动；主锥盘内花键右端设置 有弹簧座，弹簧座与位于离合器壳体右壁中心孔内的碟形弹簧匹配，碟形弹簧用于使主锥 盘左移与锥套分离。
副锥盘套装在内活塞右端的凸起上，副锥盘可相对内活塞转动；副锥盘右下侧设 置有固定于同一凸起上的档圈，副锥盘通过挡圈轴向定位，副锥盘可随内活塞轴向移动。
中活塞缸腔和内活塞缸腔相连通，均位于隔套下方，中活塞缸腔、内活塞缸腔与外 活塞缸腔之间通过隔套上的进油微孔连通，中活塞位于内活塞上端。
内活塞中心左端空心轴外圆与输油管内孔动配合设计并安装有活塞环，形成油压 封闭中心环节，承接从输油套管壁油道送来的压力油，内活塞外圆装有活塞环与中活塞内 孔构成中部油压封闭环节，中活塞外圆装有活塞环与隔套内孔构成外部油压封闭环节。
内活塞左端设置有固定于离合器壳体左壁上的回位簧片，回位簧片用于使内活塞 和中活塞克服残余油压左移回位，回位簧片设有内爪和外爪，内爪起内活塞的回位作用，外 爪起中活塞的回位作用。
为便于安装回位簧片组，内活塞可制作成两组件，再用螺钉组合而成，两组件组合 接口处设有一密封环起密封作用。内活塞左面设置有沟槽，用于承接伸进槽内的回位簧片 内爪，中活塞设置有承接回位簧片外爪的台阶。
中活塞顺序供油的功能是通过中活塞环与隔套中部的进油微孔位置实现的。中活 塞的活塞环位于进油微孔左侧时，外活塞缸腔与内活塞、中活塞缸腔处于隔离状态；中活塞 的活塞环右移越过进油微孔时，内活塞、中活塞缸腔的压力油从进油微孔进入外活塞缸腔； 当液力油撤压，中活塞左移，外活塞在反推簧片作用下把缸腔的油从进油微孔排出。在同样 压力下内活塞会先于中活塞右移，即内活塞右移推动双锥离合单元结合后，中活塞才会右 移开启外活塞进油微孔，外活塞随即推动钢膜片组离合单元结合。这种顺序动作是由内活 塞与中活塞的面积差实现的，即内活塞面积大于中活塞。这一设计的目的是确保双锥离合 单元有效结合。为使钢膜片组离合单元结合更平缓，外活塞壁上设有若干个泄压微孔与缸 腔外联通，达到外活塞缸腔油压逐渐增加的效果。外活塞壁泄压微孔喷出的油从离合器腔 沿变速箱一轴回流到变速箱腔，同时起了液油循环散热的作用。
外活塞的面积设置与中活塞、内活塞无必然联系。但与反推簧片阻力、钢膜片摩擦 系数、摩擦面积、进油微孔、泄压微孔、最小液压力、最大液压力有关。原则是当发动机处于 怠速或小油门转速时，随发动机同转的油泵输出的油压低，内活塞克服回位簧片力使双锥 离合单元结合，中活塞不能克服回位簧片力，没开启外活塞进油微孔，主动片与从动片间有间隙，充斥在片间的液油牵引传递扭矩，使机动车产生平缓的蠕动效果。当发动机转速逐 渐提高，油泵油压逐渐增大，中活塞克服回位簧片力打开进油微孔，外活塞做功右移逐渐克 服反推簧片力，对主动片从动片施压，使钢膜片组紧贴摩擦，传递发动机扭矩的能力逐渐增 加，并适时达到完全传递。
双锥离合单元的设置要遵循两个原则，一是有传递余度，即在工作状态能完整传 递发动机任何工况的扭矩，二是主锥盘尽量质量轻惯量小。
本发明的工作状态如下1分离状态关闭压力油，外活塞、内活塞、中活塞在反推簧片和回位簧片作用下，排出 腔内的压力油，左移到缸腔的最左端。钢膜片组处于松弛状态，片间有间隙，传递发动机扭 矩力下降到最低水平(残余力矩)。副锥盘随内活塞左移到最左端，主锥盘在碟形弹簧推动 下左移至中位，副锥盘、主锥盘、锥套三者脱离有间隙，不传递钢膜片组的残余力矩，机动车 无前进动力。键联在变速箱一轴上的主锥盘可从动于变速箱一轴的转速。
2半结合状态第一步，发动机怠速工况，油泵供低压力油，内活塞克服回位簧片 和碟簧阻力右移，推动双锥离合单元结合；中活塞不能克服回位簧片阻力右移开启进油微 孔，外活塞无压力不动作，离合器传递钢膜片组残余力矩，机动车有蠕动前进能力。第二步， 发动机转速提高，油压渐升，中活塞克服回位簧片阻力右移越过进油微孔，压力油进入外活 塞缸腔，外活塞小幅右移压钢膜片组，传递扭矩增加，机动车逐渐增速。
3全结合状态发动机转速进一步提高，油压继续升高，外活塞压强增大，完全克 服反推簧片阻力，紧压钢膜片组，从动片与主动片滑差消失，形成同步转动的全结合状态。 机动车承接发动机完全动力前进。
本发明具备以下有益效果1全程确定的无条件的高效传动性能和节油性能传统的干片摩擦离合器全结合环节 的高效传动性能是确定的，而半结合环节则不确定，它取决于驾驶者的操作水平；本发明能 达到半结合、全结合及全分离整个过程都高效节能，不受驾驶者操作影响。
2绿色环保产品传统干片摩擦离合器有一个很大的缺点，它采用胶联摩擦材料 作摩擦片；胶联摩擦材料在摩擦磨损过程中，以碳化粉尘形式排放到空气中，是人类健康的 危害物，尤其是添加石棉为材料的摩擦片，其粉尘具有致癌性，尽管被法规禁用，而实际仍 被大量使用；胶联摩擦材料危害性还表现在它的废品残片不可再生、不可降解，只能填埋， 殃及后代；本发明采用公认无害的钢材作摩擦片，摩擦片报废后还可再生利用。
3高性价比比对干片离合器寿命短、维护率高的不足，本发明能以长寿命、低维 护率的高性价比和综合使用成本低取胜于干片离合器。
4装配有本发明的机动车，具有自动档汽车的起步、泊车性能1)取消离合踏板，机动车起步无需双脚作油离配合；2)发动机工作、变速箱在档状态下，踩住刹车踏板，机动车静止但发动机不 熄火；3)平道起步，松开刹车踏板，无需加油，机动车会缓步前行；4)小于10%坡道起步，松开刹车踏板，机动车不会后溜，而停滞在坡道上；5)大于10%坡道起步，拉紧驻车手柄，松开刹车踏板，车不后溜，轻踩油门，再松开驻车手柄，机动车则平稳起步；6)车速与油门同步响应，即踩下机动车油门，发动机转速与车速会同步响应，这是离合器传动效率高、节油的表现，这也是优于液力变距器的节能亮点。
5本发明具有宽广应用性，即凡是干片摩擦离合器应用的机动车、工程机械，它都 可取而代之。因此，它是继干片离合器与液力变矩器的第三代离合器。


图1为本发明与发动机、变速箱装配的剖面示意图 图2为本发明的双锥离合单元结合的结构示意3为本发明的双锥离合单元结合、中活塞右移的结构示意图 图4为本发明的双锥离合单元结合、外活塞压紧钢膜片组离合单元的结构示意图 其中附图标记为1离合器壳体，2马达从动齿，3点火信号齿，4变速箱壁油道，5油封 一，6油封二，7油封三，8油泵，9变速箱一轴，10输油套管壁油道，11输油套，12主动片，13 从动片，14外活塞，15刚性压盘，16反推簧片，17泄压微孔，18密封圈，19隔套，20进油微 孔，21密封垫，22密封环，23锥套，24主锥盘，25副锥盘，26定位盘，27螺钉，28密封垫，29 中活塞，30内活塞，31回位簧片，32内活塞组件，33弹簧座，34碟形簧，35控制装置。
具体实施方式
一种配置手动变速箱机动车的自动离合器，离合器壳体1腔内用于承载构件并盛 装润滑油，离合器壳体1右端与机动车发动机输出盘同轴螺钉连接。输出盘根据不同车型 设计，可以是发动机启动马达从动齿2，也可是发动机点火信号齿3。壳体左端中心是输油 管，输油管伸进变速箱内承接压力油，压力油沿变速箱壁油道4传来，从输油管前端油孔经 输油套管壁油道10进入离合器内活塞30、中活塞四缸腔。变速箱设有油封一、油封二(5 和6)装在输油管前端油孔两侧密封压力油；变速箱还设一只油封三7与输油管后端配合密 封变速箱内的润滑油。输油管中部制有外花键与嵌装在变速箱内的油泵8齿键联驱动油泵 8，油泵8生产压力油为离合器分合动作提供动力。变速箱一轴9沿输油管孔伸进离合器内， 变速箱一轴9端的外花键与主锥盘M的内花键键联，承接发动机经离合器传送来的动力。
本发明由两级离合单元构成接力传动方案。第一级离合单元为钢膜片组离合。钢 膜片组离合经壳体承接发动机动力再传动给第二级离合单元。第二级离合单元为双锥离 合。双锥离合接力把动力传递给机动车变速箱一轴9，形成传动路线。双锥离合单元还起着 有效切断发动机动力的作用。
如图1所示，本发明有如下结构设置有用于承接发动机动力的钢膜片组离合单元，该离合单元包括主动片组和从动片 组，通过外活塞14推动主动片组和从动片组结合；设置有用于承接钢膜片组离合单元传递过来的动力的双锥离合单元，该离合单元包括 从左到右依次设置的副锥盘25、主锥盘M和锥套23，副锥盘25设置有锥形凸起，主锥盘24 和锥套23均设置有形状匹配的锥形腔，副锥盘25的锥形凸起和主锥盘M的锥形腔形状匹 配；副锥盘25左端设置内活塞30，通过内活塞30推动副锥盘25、主锥盘M和锥套23结 合；钢膜片组离合单元与双锥离合单元接力传送扭矩；设置有用于顺序供油的中活塞四；所述钢膜片组离合单元与双锥离合安装于离合器壳体1内的右侧，外活塞14、中活塞 29和内活塞30安装于离合器壳体1内的左侧。
所述钢膜片组离合单元包括若干片主动片12和若干片主动片12，一片主动片12 和一片主动片12相邻安装，根据荷载决定主动片12和主动片12的数量；主动片12外圆设 置有外花键，与离合器壳体1上设置的内花键键联，并可沿内花键轴向移动；主动片12内 孔制有内花键，与双锥离合单元的锥套23外圆上的外花键配合键联，并可沿外花键轴向移动。
外活塞14的缸腔由固定于离合器壳体1左壁上的隔套19和离合器壳体1内左端 的内腔构成，外活塞14位于隔套19上端，外活塞14还设置有白槽；外活塞14的上端还设 置有反推簧片16，所述反推簧片16的上部固定于离合器壳体1左壁上，反推簧片16的片爪 嵌装在外活塞14的臼槽内；外活塞14的右端连接设置有用于压紧钢膜片组离合单元的刚 性压盘15，刚性压盘15右面与钢膜片组离合单元接触；外活塞14上设置有泄压微孔17 ；外 活塞14上部还设有密封圈18，用于密闭油压。在压力油作用下，外活塞14压紧主动片12 和主动片12传递扭矩；泄油时，反推簧片16把外活塞14推回到左端起始位置。为便于安 装反推簧片16，外活塞14与刚性压盘15用螺钉连接。
所述隔套19由一组螺钉同轴固定于离合器壳体1左壁上，每只螺钉衬有一只密封 垫21，隔套19左侧槽内设密封环22，密封垫21和密封环22用于密封外活塞14油缸；隔套 19上还设置有进油微孔20。
所述锥套23外圆设置有与主动片12内花键匹配的外花键，锥套23右端内孔同轴 套装在离合器壳体1右壁台阶上，锥套23可相对壳体转动，并由锥套23左端固定的定位盘 26限制其轴向移动；所述定位盘沈由一组螺钉27固定在离合器壳体1右壁上，每只螺钉 27衬有一只密封垫观防止漏油。
当主锥盘M右移时，锥套23锥形腔内的内锥面和主锥盘M锥形腔的外锥面相匹 配，两锥面的母线相结合，传递扭矩；锥套23左侧内孔设置有与副锥盘25外花键配合的内 花键，可键联副锥盘25传送扭矩。
当副锥盘25右移时，主锥盘M锥形腔的内锥面与副锥盘25锥形凸起的锥面相匹 配，两锥面的母线结合，传递扭矩；主锥盘M中心孔设置有与机动车变速箱一轴9外花键配 合的内花键，主锥盘M同轴键联在变速箱一轴9上可轴向移动；主锥盘对内花键右端设置 有弹簧座33，弹簧座33与位于离合器壳体1右壁中心孔内的碟形弹簧匹配，碟形弹簧用于 使主锥盘M左移与锥套23分离。
副锥盘25套装在内活塞30右端的凸起上，副锥盘25可相对内活塞30转动；位于 副锥盘25右下侧设置有固定于同一凸起上的档圈，副锥盘25通过挡圈轴向定位，副锥盘25 可随内活塞30轴向移动。
中活塞四缸腔和内活塞30缸腔相连通，均位于隔套19下方，中活塞四缸腔、内 活塞30缸腔与外活塞14缸腔之间通过隔套19上的进油微孔20连通，中活塞四位于内活 塞30上端。
内活塞30中心左端空心轴外圆与输油管内孔动配合设计并安装有活塞环，形成 油压封闭中心环节，承接从输油套管壁油道10送来的压力油，内活塞30外圆装有活塞环与中活塞四内孔构成中部油压封闭环节，中活塞四外圆装有活塞环与隔套19内孔构成外部 油压封闭环节。
内活塞30左端设置有固定于离合器壳体1左壁上的回位簧片31，回位簧片31用 于使内活塞30和中活塞四克服残余油压左移回位，回位簧片31设有内爪和外爪，内爪起 内活塞30的回位作用，外爪起中活塞四的回位作用。
为便于安装回位簧片组，内活塞30可制作成两组件(30和32)，再用螺钉组合而 成，两组件组合接口处设有一密封环起密封作用。内活塞30左面设置有沟槽，用于承接伸 进槽内的回位簧片31内爪，中活塞四设置有承接回位簧片31外爪的台阶。
中活塞四顺序供油的功能是通过中活塞四环与隔套19中部的进油微孔20位置 实现的。中活塞四的活塞环位于进油微孔20左侧时，外活塞14缸腔与内活塞30、中活塞 29缸腔处于隔离状态；中活塞四的活塞环右移越过进油微孔20时，内活塞30、中活塞四 缸腔的压力油从进油微孔20进入外活塞14缸腔；当液力油撤压，中活塞四左移，外活塞 14在反推簧片16作用下把缸腔的油从进油微孔20排出。在同样压力下内活塞30会先于 中活塞四右移，即内活塞30右移推动双锥离合单元结合后，中活塞四才会右移开启外活 塞14进油微孔20，外活塞14随即推动钢膜片组离合单元结合。这种顺序动作是由内活塞 30与中活塞四的面积差实现的，即内活塞30面积大于中活塞四。这一设计的目的是确保 双锥离合单元有效结合。为使钢膜片组离合单元结合更平缓，外活塞14壁上设有若干个泄 压微孔17与缸腔外联通，达到外活塞14缸腔油压逐渐增加的效果。外活塞14壁泄压微孔 17喷出的油从离合器腔沿变速箱一轴9回流到变速箱腔，同时起了液油循环散热的作用。
外活塞14的面积设置与中活塞29、内活塞30无必然联系。但与反推簧片16阻 力、钢膜片摩擦系数、摩擦面积、进油微孔20、泄压微孔17、最小液压力、最大液压力有关。 原则是当发动机处于怠速或小油门转速时，随发动机同转的油泵输出的油压低，内活塞30 克服回位簧片31的阻力使双锥离合单元结合，中活塞四不能克服回位簧片31阻力，没开 启外活塞14进油微孔20，主动片12与主动片12间有间隙，充斥在片间的液油牵引传递扭 矩，使机动车产生平缓的蠕动效果。当发动机转速逐渐提高，油泵油压逐渐增大，中活塞四 克服回位簧片31阻力打开进油微孔20，外活塞14做功右移逐渐克服反推簧片16力，对主 动片12、主动片12施压，使钢膜片组紧贴摩擦，传递发动机扭矩的能力逐渐增加，并适时达 到完全传递。
本发明的工作状态如下1分离状态如图1所示，关闭压力油，外活塞14、内活塞30、中活塞四在反推簧片16 和回位簧片31作用下，排出腔内的压力油，左移到缸腔的最左端。钢膜片组处于松弛状态， 片间有间隙，传递发动机扭矩力下降到最低水平(残余力矩)。副锥盘25随内活塞30左移 到最左端，主锥盘M在碟形弹簧推动下左移至中位，副锥盘25、主锥盘对、锥套23三者脱 离有间隙，不传递钢膜片组的残余力矩，机动车无前进动力。键联在变速箱一轴9上的主锥 盘M可从动于变速箱一轴9的转速。
2半结合状态如图2所示，第一步，发动机怠速工况，油泵供低压力油，内活塞30 克服回位簧片31和碟形簧34阻力右移，推动双锥离合结合；中活塞四不能克服回位簧片 31阻力右移开启送油微孔，外活塞14无压力不动作，离合器传递钢膜片组残余力矩，机动 车有蠕动前进能力；如图3所示，第二步，发动机转速提高，油压渐升，中活塞四克服回位簧片31阻力右移越过进油微孔20，压力油进入外活塞14缸腔，外活塞14小幅右移压钢膜片 组，传递扭矩增加，机动车逐渐增速。
3全结合状态如图4所示，发动机转速进一步提高，油压继续升高，外活塞14压 强增大，完全克服反推簧片16阻力，紧压钢膜片组，主动片12与主动片12滑差消失，形成 同步转动的全结合状态。机动车承接发动机完全动力前进。
所述推动外活塞14、内活塞30、中活塞四移动的压力油通过压力装置提供。压力 装置包括动力源和控制装置两部分动力源是安装在变速箱上的油泵，由离合器壳体1左端的输油套外花键提供转动能 量，油泵从变速箱腔内吸取润滑油作为压力油；控制装置35由溢流阀、换向电磁阀、刹车踏板传感器、换档手柄开关及油管组成；溢 流阀起限压作用，把超量的压力油经回路油管送回变速箱；换向电磁阀有两种工作状态， 一是供油状态——把油泵送来的压力油经油管、输油套送入离合器活塞缸腔，二是泄油状 态——把油泵的压力油和活塞缸腔的压力油经管道送回变速箱腔内；通过电磁铁驱动换向 电磁阀。指挥电磁铁工作的是安装在换档手柄上的开关和刹车踏板上的传感器。当驾驶者 需要换档时，按下换档手柄上的开关，换向电磁阀处于泄油状态，离合器分离；换完档后，松 开换档开关，换向电磁阀处于供油状态，离合器进入结合过程。当驾驶者刹车程度较深时， 换向电磁阀从刹车踏板传感器获得指令进入泄油状态，离合器分离；当驾驶者松开刹车踏 板，换向电磁阀供油，离合器进入结合过程结合。
权利要求
1.一种配置手动变速箱机动车的自动离合器，其特征在于设置有用于承接发动机动力的钢膜片组离合单元，该离合单元包括主动片组和从动片 组，通过外活塞推动主动片组和从动片组结合；设置有用于承接钢膜片组离合单元传递过来的动力的双锥离合单元，该离合单元包括 从左到右依次设置的副锥盘、主锥盘和锥套，副锥盘设置有锥形凸起，主锥盘和锥套均设置 有形状匹配的锥形腔，副锥盘的锥形凸起和主锥盘的锥形腔形状匹配；副锥盘左端设置内 活塞，通过内活塞推动副锥盘、主锥盘和锥套结合；设置有用于顺序供油的中活塞；所述钢膜片组离合单元与双锥离合安装于离合器壳体内的右侧，外活塞、中活塞和内 活塞安装于离合器壳体内的左侧。
2.根据权利要求1所述的一种配置手动变速箱机动车的自动离合器，其特征在于所 述钢膜片组离合单元包括若干片主动片和若干片从动片，一片主动片和一片从动片相邻安 装；主动片外圆设置有外花键，与离合器壳体上设置的内花键键联，主动片可沿内花键轴向 移动；从动片内孔制有内花键，与双锥离合单元的锥套外圆上的外花键配合键联，从动片沿 外花键轴向移动。
3.根据权利要求1所述的一种配置手动变速箱机动车的自动离合器，其特征在于外 活塞的缸腔由固定于离合器壳体左壁上的隔套和离合器壳体内左端的内腔构成，外活塞位 于隔套上端，外活塞还设置有白槽；外活塞的上端还设置有反推簧片，所述反推簧片的上部 固定于离合器壳体左壁上，反推簧片的片爪嵌装在外活塞的白槽内；外活塞的右端连接设 置有用于压紧钢膜片组离合单元的刚性压盘，刚性压盘右面与钢膜片组离合单元接触；外 活塞上设置有泄压微孔。
4.根据权利要求3所述的一种配置手动变速箱机动车的自动离合器，其特征在于所 述隔套由螺钉固定于离合器壳体左壁上，配合设置有密封垫，隔套左侧设置有安装密封环 的槽，密封垫和密封环用于密封外活塞油缸；隔套上还设置有进油微孔。
5.根据权利要求3所述的一种配置手动变速箱机动车的自动离合器，其特征在于当 压力油作用时，外活塞压紧主动片和从动片传递扭矩；泄油时，反推簧片把外活塞推回到左 端起始位置。
6.根据权利要求1所述的一种配置手动变速箱机动车的自动离合器，其特征在于所 述锥套外圆设置有与从动片内花键配合的外花键，锥套右端内孔同轴套装在离合器壳体右 壁的凸起上，锥套相对壳体转动，锥套左端设置有限制锥套轴向移动的定位盘；所述定位盘 由螺钉固定在离合器壳体右壁上。
7.根据权利要求1所述的一种配置手动变速箱机动车的自动离合器，其特征在于当 主锥盘右移时，锥套锥形腔内的内锥面和主锥盘锥形腔的外锥面相匹配，两锥面的母线相 结合，传递扭矩；锥套左侧内孔设置有与副锥盘外花键配合的内花键，可键联副锥盘传送扭 矩。
8.根据权利要求1所述的一种配置手动变速箱机动车的自动离合器，其特征在于当 副锥盘右移时，主锥盘锥形腔的内锥面与副锥盘锥形凸起的锥面相匹配，两锥面的母线结 合，传递扭矩，主锥盘中心孔设置有与机动车变速箱一轴外花键匹配的内花键，主锥盘同轴 键联在机动车的变速箱一轴上轴向移动；主锥盘内花键右端设置有弹簧座，弹簧座与位于离合器壳体右壁中心孔内的碟形弹簧匹配，碟形弹簧用于使主锥盘左移与锥套分离。
9.根据权利要求1所述的一种配置手动变速箱机动车的自动离合器，其特征在于副 锥盘套装在内活塞右端的凸起上，副锥盘相对内活塞转动；副锥盘右下侧设置有固定于同 一凸起上的档圈，副锥盘通过挡圈轴向定位，副锥盘随内活塞轴向移动。
10.根据权利要求1所述的一种配置手动变速箱机动车的自动离合器，其特征在于中 活塞缸腔和内活塞缸腔相连通，均位于隔套下方，中活塞缸腔、内活塞缸腔与外活塞缸腔之 间通过隔套上的进油微孔连通，中活塞位于内活塞上端；内活塞中心左端空心轴外圆与输油管内孔动配合设计并安装有活塞环，形成油压封闭 中心环节，承接从输油套管壁油道送来的压力油，内活塞外圆装有活塞环与中活塞内孔构 成中部油压封闭环节，中活塞外圆装有活塞环与隔套内孔构成外部油压封闭环节；内活塞左端设置有固定于离合器壳体左壁上的回位簧片，回位簧片用于使内活塞和中 活塞克服残余油压左移回位，回位簧片设有内爪和外爪；内活塞左面设置有沟槽，用于承接伸进槽内的回位簧片内爪，中活塞设置有承接回位 簧片外爪的台阶。
11.根据权利要求1所述的一种配置手动变速箱机动车的自动离合器，其特征在于中 活塞的活塞环位于进油微孔左侧时，外活塞缸腔与内活塞、中活塞缸腔处于隔离状态；中活 塞的活塞环右移越过进油微孔时，内活塞、中活塞缸腔的压力油从进油微孔进入外活塞缸 腔；当液力油撤压，中活塞左移，外活塞在反推簧片作用下把缸腔的油从进油微孔排出；在 同样压力下内活塞先于中活塞右移，即内活塞右移推动双锥离合单元结合后，中活塞右移 开启外活塞进油微孔，外活塞随即推动钢膜片组离合单元结合。
12.根据权利要求1所述的一种配置手动变速箱机动车的自动离合器，其特征在于其 工作状态为分离状态关闭压力油，外活塞、内活塞、中活塞在反推簧片和回位簧片作用下，排出腔 内的压力油，左移到缸腔的最左端；钢膜片组处于松弛状态，片间有间隙，传递发动机扭矩 力下降到最低水平；副锥盘随内活塞左移到最左端，主锥盘在碟形弹簧推动下左移至中位， 副锥盘、主锥盘、锥套三者脱离有间隙，不传递钢膜片组的残余力矩，机动车无前进动力；键 联在变速箱一轴上的主锥盘从动于变速箱一轴的转速；半结合状态第一步，发动机怠速工况，油泵供低压力油，内活塞克服回位簧片和碟形 簧阻力右移，推动双锥离合单元结合；中活塞不能克服回位簧片阻力右移开启进油微孔，外 活塞无压力不动作，离合器传递钢膜片组残余力矩，机动车有蠕动前进能力；第二步，发动 机转速提高，油压渐升，中活塞克服回位簧片阻力右移越过进油微孔，压力油进入外活塞缸 腔，外活塞小幅右移压钢膜片组，传递扭矩增加，机动车逐渐增速；全结合状态发动机转速进一步提高，油压继续升高，外活塞压强增大，完全克服反推 簧片阻力，紧压钢膜片组，从动片与主动片滑差消失，形成同步转动的全结合状态。
全文摘要
本发明公开了一种配置手动变速箱机动车的自动离合器，设置有用于承接发动机动力的钢膜片组离合单元，和用于承接钢膜片组离合单元传递过来的动力的双锥离合单元，通过外活塞推动钢膜片组离合单元的主动片组和从动片组结合，通过内活塞推动双锥离合单元的副锥盘、主锥盘和锥套结合，通过中活塞顺序供油；这样结构的自动离合器能完全取代干片摩擦离合器，与手动变速箱配置，彻底去除最难掌控、最不安全、最耗油的环节，使驾驶变得简单、轻松、安全，同时造价又增加较小。
文档编号F16D25/10GK102032290SQ201110020549
公开日2011年4月27日 申请日期2011年1月18日 优先权日2011年1月18日
发明者江大建 申请人:江大建