专利名称：一种自动离合器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机械传动部件，特别涉及一种自动离合器。
背景技术：
离合器位于发动机和变速箱之间的飞轮壳内，用螺钉将离合器总成固定在 飞轮的后平面上，离合器的输出轴就是变速箱的输入轴。在汽车行驶过程中， 驾驶员可根据需要踩下或松开离合器踏板，使发动机与变速箱暂时分离和逐渐 接合，以切断或传递发动机向变速器输入的动力。
传统的离合器多为平面摩擦，摩擦力是由弹簧压力和摩擦材料的摩擦系数 来决定的，分离离合器所需的操纵力也很大，结构比较复杂，操作和维护也不 方便。
中国实用新型专利(专利号为ZL03274900.
公开日为2005年2月9日) 公开了一种自动离合器，如图1所示，在离合器的主动盘1上固定有两个摇臂 2-1、 2-2，传动索3的两端分别固定在两个摇臂2-l、 2-2的端部，传动索3围 绕在从动盘4上，在两个摇臂2-1、 2-2的端头用复位弹簧5连接。这种离合 器的操纵力较小，但其仍存在如下缺点和不足传动索3的两端分别与摇臂 2-1、 2-2的端部连接，当传动索3对从动盘4的包角小于180度时，由于它们 之间的接触面小，此时从动盘4传递到输出轴上的扭矩也就小；当传动索3 对从动盘的包角大于360度时，传动索的两个端部必定会重合形成交叉，此时 则需相应减小传动索的宽度，宽度较小的传动索，不仅传动扭矩小、磨损快， 严重时还会出现断裂现象。其次，这种离合器的结构布局为非中心对称形式， 使离合器在旋转时不能实现动平衡，从而引起振动、噪音、离合器打滑、部件 之间磨损加剧等现象，最终导致离合器不能平稳运行。另外，这种离合器采用 钢丝绳作为传动索，在本身自重的作用下，钢丝绳会自然下垂，导致发动机在 怠速旋转时仍会与从动盘接触，使主动盘和从动盘不能实现完全彻底自动分 离。发明内容
本实用新型的首要目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种不 仅运行平稳，输出扭矩大，而且结构简单，操作轻便，安全可靠的自动离合器。
本实用新型的目的通过下述技术方案来实现 一种自动离合器，包括主动 盘、从动盘、摆臂和摩擦元件，所述主动盘上至少中心对称设置有两个摆臂， 每个摆臂分别设置有固定端和摆动端，各固定端分别与主动盘直接连接，各摆 动端分别通过弹簧与主动盘连接，所述摩擦元件的一端与主动盘固定连接，另 一端绕过从动盘再与所述摆动端或接近摆动端的摆臂部位相连接；所述弹簧的
收縮力大于或者等于主动盘怠速旋转时摆臂摆动端的离心力。
所述摩擦元件可围绕从动盘180 360度；优选240 360度。 所述摩擦元件为刚性摩擦带，刚性摩擦带在自然状态下可保证较好的刚
度，不会自然下垂、弯曲，这样可保证在自然状态下不与从动盘相接触。
所述刚性摩擦带可由刚性带体和间隔设置在刚性带体上的多块摩擦片构
成，各摩擦片之间的间距相同；所述摩擦片的数量根据刚性带体的长度和摩擦
片的长度来确定；为了提高摩擦效果，亦可采用整条摩擦片(不分段)的形式。
所述摩擦片与刚性带体的连接方式可为铆接、螺钉连接、粘接或其它固定 连接形式；为便于安装，所述刚性带体与摩擦片亦可采用一体式成型结构。
所述摩擦片可采用石棉摩擦板、无石棉摩擦板、半金属摩擦片、铜基摩擦 片或者纸基摩擦片等。
为了避免摆臂在自然状态下靠近从动盘，所述主动盘上、摆臂的摆动端内 侧固定设置有限位柱。
所述固定端与主动盘的连接方式是，所述固定端通过固定在主动盘上的转 轴与主动盘转动连接。
所述摆臂及摩擦元件的数量优选2 6个。
上述自动离合器的应用，可用于机动车辆，或作为巻扬机耦合器应用于巻 扬机中。
本实用新型的工作原理及过程是当主动盘高速旋转时，摆臂的摆动端在 惯性离心力作用下克服弹簧的拉力向外摆动，带动摩擦元件压紧从动盘，实现 动力传输；当主动盘处于怠速转速时(由于弹簧的收縮力矩大于主动盘怠速旋 转时摆臂摆动端的离心力矩)，弹簧拉回摆臂的摆动端，此时，摩擦元件与从 动盘脱开，切断动力传输。离合器的接合与分离完全通过发动机油门操作。
本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果(1) 由于本自动离合器的两个摆臂为中心对称设置，并且摩擦元件的一 端是与主动盘固定连接，其另一端是绕过从动盘再与摆动端连接，这样不仅实 现了离合器在静止状态的静平衡，更重要的是实现了离合器在旋转时的动平 衡；而且采用这种中心对称结构，可以任意调整摩擦元件包围从动盘的角度， 不会出现摩擦元件的两个端部交叉重合的不对称现象，保证了离合器的平稳运 行。
(2) 由于本实用新型的摩擦元件由刚性带体内衬摩擦片制作而成，刚性 带体本身具有一定的刚度和弹性，在两端都固定的情况下，不会出现自然弯曲、 下垂的现象，保证了发动机在怠速旋转时摩擦片不与从动盘接触，实现了主动 盘与从动盘之间的彻底分离。由于刚性带体不会与从动盘直接接触，所以即使 摩擦片受到严重磨损时，也不会影响刚性带体的刚度和弹性，因此不会出现摩 擦片受到磨损而使摩擦元件断裂的现象。而现有技术中的摩擦元件即为传动 索，它由钢丝绳制作而成，由于钢丝绳的表面直接与从动盘摩擦接触，当钢丝 绳磨损严重直径变小时，极易出现断裂现象。
(3) 由于本实用新型的摩擦元件的一端是与主动盘固定连接，其另一端
是绕过从动盘再与摆动端连接，摩擦元件的两个端部不会交叉重合，所以在保 证离合器动、静平衡的情况下，如果本发明的从动盘与现有技术中的从动盘的 宽度相同时，显然本发明的摩擦元件比现有技术中所述的传动索可以做的更 宽，较宽的摩擦元件接合平稳不易出现离合器打滑的现象，保证了转矩的正常 传递，而且耐磨损性能也较钢丝绳有很大的提高。
(4) 由于本实用新型采用了上述简便易行的技术手段，不仅克服了现有 离合器存在的问题，并且，在保证离合器的动、静平衡的情况下，达到了主动 盘与从动盘在分离时彻底、接合时柔和的技术效果。
(5) 本实用新型的自动离合器工作稳定，结构简单、造价低，工作时的 振动小、噪音小，操纵省力，维修保养方便，有利于推广应用。
图1是现有自动离合器的结构示意图。
图2是本实用新型自动离合器的结构示意图。
图3是图2所示自动离合器的摩擦元件与摆臂之间的受力分析示意图。 图4是图2所示自动离合器的俯视图。上述图2 图4中1、主动盘；2、摩擦元件；21、刚性带体；22、摩擦 片；3、从动盘；4、输出轴；5、弹簧；6、摆臂；61、摆动端；62、固定端； 7、固定轴；8、转轴；9、变速箱；10、发动机；11、限位柱。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细说明，但本实用新型的 实施方式不限于此。
实施例
如图2 图4所示，本实用新型的自动离合器包括主动盘l、从动盘3、摩擦 元件2，在主动盘1上中心对称设置有两个摆臂6，每个摆臂6分别设置有固定端 62和摆动端61，每个摆臂6的固定端62通过固定在主动盘1上的转轴8，与主动 盘l以可转动的方式活动连接，每个摆臂6的摆动端61，都可通过弹簧5等弹性 部件与主动盘l连接，所述摩擦元件2的一端可通过固定轴7等固定件与主动盘 固定连接，所述摩擦元件2的另一端围绕从动盘3约240 360度(或者180 360 度)再与接近摆臂6的摆动端61的部位连接。
上述摆臂6并不限于两个，在此基础上还可作出多种变化，例如，再增加1 4个，但是在实际制造中，根据离合器的具体要求还可增加更多个；所述摩擦 元件2的数量与摆臂6的数量对应。
所述摩擦元件2采用刚性摩擦带，所述刚性摩擦带由刚性带体21和设置在 刚性带体21内侧的摩擦片22构成，为便于安装，所述摩擦片22可采用整一条的 形式，也可分成2 6块间隔设置的形式，为了使刚性带体21具有较高弹性和强 度，所述刚性带体21可采用弹簧钢片或其他类似性质的金属材料制成，所述摩 擦片22可通过铆钉、螺钉或粘接的方式与刚性带体21固定连接，也可采用其他 工艺与刚性带体21—次成型；所述摩擦片22可供选择的材料较多，例如可采用 石棉摩擦板、无石棉摩擦板、半金属摩擦片、铜基摩擦片或者纸基摩擦片等。
为了固定摆臂6的摆动端61在主动盘1怠速旋转时的位置，可在主动盘1上、 摆臂6的摆动端61内侧设置限位柱11，这样通过作用在摆动端61的弹簧5拉力使 摆臂6紧靠在限位柱11上，以阻止摆动端61在弹簧5的拉力作用下继续向内移 动，所述弹簧5的收縮力矩可大于或者等于主动盘1怠速旋转时摆臂6的离心力 矩。
所述固定端62与主动盘1的活动连接可以这样来实现转 8的一端与主动盘1固定，在摆臂6的固定端62设置安装孔，转轴8的另一端伸入安装孔内，所 述安装孔的直径稍大于转轴8的直径，以形成一定的间隙，在离心力的作用下， 摆臂6的摆动端61可围绕转轴8自由灵活摆动。当然在满足摆臂6自由灵活摆动 的情况下，也可通过其他方法来实现。
本实用新型的自动离合器应用领域广，比如可用于机动车辆的传动，作为 车用离合器；用于动力机械的传动，例如吊机，作为耦合器；用于工程机械的 传动，例如轧钢机，作为耦合器；作为巻扬机耦合器应用于巻扬机中。
本实用新型的工作原理及过程如下
当主动盘1高速旋转时，两个摆臂6的摆动端61在惯性离心力矩作用下克服 弹簧5的拉力矩向外摆动，带动摩擦元件2压紧从动盘3，实现动力传输；当主 动盘l处于怠速转速时(由于弹簧5的收縮力矩大于主动盘1怠速旋转时摆臂6 的离心力矩)，弹簧5拉回摆臂6的摆动端61，此时，摩擦元件2与从动盘3脱开，
切断动力传输。离合器的接合与分离完全通过发动机io油门操作。
当摩擦元件2压紧从动盘3时，离合器的最大可传递扭矩与摩擦元件2的拉 力关系是
其中A为从动盘3的半径；^为摩擦元件2与从动盘3间的摩擦系数；^为
摩擦元件2包围从动盘3的角度；7;为摩擦元件2的拉力，它与摆臂6的惯性离 心力的关系如图3所示，图3中F为摆臂6相对于从动盘3圆心的惯性离心力，4 为F相对于摆臂6上转轴8的力臂；^为摩擦元件活动端的拉力，^为^相对
于摆臂6上转轴8的力臂。^与F的关系是
丄
乙6
输出扭矩与摆臂6的摆动端61离心力成正比，离心力与(主动盘l)转速平 方成正比，因此输出扭矩随转速增大而急剧增大。
输出扭矩与摩擦元件2包角成指数倍增长，因此输出扭矩随包角增大而急 剧增大，通过控制发动机10的油门大小可方便实现离合器的分离与接合。
更具体地说在起步时，发动机10的转速(也就是主动盘1的转速)为
怠速转速，摆臂6的惯性离心力较小，弹簧5的预紧力矩大于摆臂6的离心力 矩，此时摩擦元件2与从动盘3分离，离合器处于分离状态，没有动力传输； 踩下油门逐步提高发动机10的转速，主动盘l高速旋转，摆臂6的摆动
7端61在惯性离心力矩的作用下克服弹簧5的拉力矩，绕着转轴8向外摆动， 并拉动摩擦元件2，使摩擦元件2压紧从动盘3，此时摩擦元件2与从动盘3 之间产生切向摩擦力，这个摩擦力产生的扭矩即为离合器的输出扭矩，通过输 出轴4传递至变速箱9，实现动力传输；
换档时，首先松开油门(图中未示出)使发动机10转速降低，当发动机IO 转速(也就是主动盘l的转速)降至怠速转速时，摆臂6的惯性离心力矩较小， 弹簧5拉回摆臂6的摆动端61，使摩擦元件2不再压紧从动盘3，直至两者完全脱 开之后，摆动端61依靠弹簧5的拉力紧靠在限位柱11上，此时离合器处于分离 状态，便可顺利换档。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不 受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作 的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用 新型的保护范围之内。
权利要求1、一种自动离合器，包括主动盘、从动盘、摆臂和摩擦元件，其特征在于所述主动盘上至少中心对称设置有两个摆臂，每个摆臂分别设置有固定端和摆动端，各固定端分别与主动盘直接连接，各摆动端分别通过弹簧与主动盘连接，所述摩擦元件的一端与主动盘固定连接，另一端绕过从动盘再与所述摆臂的摆动端或接近摆动端的部位相连接；所述弹簧的收缩力矩大于或者等于主动盘怠速旋转时摆臂摆动端的离心力矩。
2、 根据权利要求l所述的自动离合器，其特征在于所述摩擦元件围绕从 动盘180 360度。
3、 根据权利要求l所述的自动离合器，其特征在于所述摩擦元件围绕从 动盘240 360度。
4、 根据权利要求l所述的自动离合器，其特征在于所述摩擦元件为刚性 摩擦带。
5、 根据权利要求4所述的自动离合器，其特征在于所述刚性摩擦带由刚 性带体和间隔设置在刚性带体上的多块摩擦片构成；或由刚性带体和不分段的 整条摩擦片构成；所述摩擦片与刚性带体的连接方式为铆接、螺钉连接或粘接 方式；或为一体式成型结构形式。
6、 根据权利要求5所述的自动离合器，其特征在于刚性摩擦带为弹簧钢 带；所述摩擦片为石棉摩擦板、无石棉摩擦板、半金属摩擦片、铜基摩擦片或 者纸基摩擦片。
7、 根据权利要求l所述的自动离合器，其特征在于所述主动盘上、摆臂 的摆动端内侧固定设置有限位柱。
8、 根据权利要求l所述的自动离合器，其特征在于所述固定端与主动盘 的连接方式是，所述固定端通过固定在主动盘上的转轴与主动盘转动连接。
9、 根据权利要求1 8任一项所述的自动离合器，其特征在于所述摆臂及 摩擦元件的数量为2 6个。
专利摘要本实用新型公开了一种自动离合器，包括主动盘、从动盘、摆臂和摩擦元件，所述主动盘上至少中心对称设置有两个摆臂，每个摆臂分别设置有固定端和摆动端，各固定端分别与主动盘直接连接，各摆动端分别通过弹簧与主动盘连接，所述摩擦元件的一端与主动盘固定连接，另一端绕过从动盘再与所述摆臂的摆动端或接近摆动端的部位相连接；所述弹簧的收缩力矩大于或者等于主动盘怠速旋转时摆臂摆动端的离心力矩。本实用新型在保证离合器的动、静平衡的情况下，达到了主动盘与从动盘在分离时彻底、接合时柔和的技术效果；本实用新型工作稳定，结构简单、造价低，工作时的振动及噪音小，操纵省力，维修保养方便，有利于推广应用。
文档编号F16D43/00GK201354816SQ20092005050
公开日2009年12月2日 申请日期2009年1月20日 优先权日2009年1月20日
发明者刘铁儿, 杨荣山 申请人:广州汽车集团股份有限公司;广州铁儿实业有限公司