自动补偿磨损量的摩擦离合器及摩擦离合器总成的制作方法

本发明涉及离合器领域，尤其涉及拉式摩擦离合器。

背景技术：

摩擦式离合器是应用较为广泛的一种离合器，其靠主动部分与从动部分之的摩擦力来传递动力，摩擦式离合器的摩擦片在使用过程中会产生磨损。摩擦片磨损后压盘向飞轮侧偏移，使得离合器的分离特性发生变化，若不及时调节，将导致实际压紧力增大、分离力和踏板力增加，降低了驾驶的舒适度，同时也影响离合器的使用性能和寿命。

现有技术中存在一类摩擦离合器的磨损补偿装置，其工作原理是：离合器的摩擦片发生磨损后，离合器的压盘上加载的杠杆系统(例如碟型膜片弹簧)发生形变，离合器壳体与杠杆系统之间产生误差间距，为补偿这种误差间距，在压盘与杠杆系统之间设置磨损补偿装置，误差间距触发磨损补偿装置动作，磨损补偿装置中的斜面补偿环转动，支撑杠杆系统恢复原形。以下结合附图1-4，以推式(分离轴承向飞轮方向移动以对膜片弹簧施加推力使离合器分离)膜片弹簧离合器为例，简要介绍现有技术中摩擦离合器的磨损补偿装置的基本结构和工作过程。

在离合器盖1上设置大致呈片状的主弹簧2，主弹簧2具有伸入离合器盖1内部的活动腿2.1。在离合器的压盘3上设置螺纹轴5，螺纹轴5上套设有与螺纹轴5不可相对转动连接的小齿轮6和与螺纹轴5可相对转动连接的轴螺母7，轴螺母7具有朝向压盘3的圆心凸出的轴螺母拨指7.1。完成安装的轴螺母拨指7.1伸入斜面环8的槽孔8.2内。

活动腿2.1的一端也抵靠于小齿轮6的齿面，在离合器的摩擦片发生磨损后，离合器盖1和压盘3之间的距离变大，使得活动腿2.1与小齿轮6之间的距离变大，活动腿2.1拨动小齿轮6转过一定角度，小齿轮6带动螺纹轴5转动。由于轴螺母7的轴螺母拨指7.1伸入斜面环8的槽孔8.2中，轴螺母7不随螺纹轴5转动、而是与螺纹轴5发生相对转动，在该相对转动过程中，轴螺母7在螺纹轴5上发生轴向位移。轴螺母7的轴向位移带动斜面环8发生沿着周向的转动。斜面环8的下侧为相对于压盘3的周向倾斜的斜坡面8.1，压盘3的盘面设置与斜坡面8.1相配合的对应斜面(图中未示出，具体设置可参照专利cn200880024846.1的图8中的对应斜面33)，斜面环8的转动将导致斜面环整体相对于压盘3上升，斜面环上表面8.3抵靠在膜片弹簧9上，带动膜片弹簧9相对于压盘3上升，于是弥补了由于离合器摩擦片磨损造成的膜片弹簧9和离合器盖1之间产生的距离差，使得膜片弹簧9能在原有的变形范围内发挥作用。压盘3上还固定有爪部件4，爪部件4具有一定的弹性，爪部件4的一端以加载预紧力的状态抵靠于小齿轮6的齿面，使得：未发生磨损的离合器在正常的工作和分离状态切换过程中，压盘3相对于离合器盖的上升和下降不足以触发小齿轮6转动。相关现有技术中的磨损调节装置还可以参照专利cn201180023139.2。

然而，现有技术中的磨损补偿装置的主弹簧2均安装在离合器盖上，这对于推式离合器是适用的，但对于拉式(分离轴承向远离飞轮方向移动以对杠杆系统施加拉力使离合器分离)摩擦离合器就体现出其劣势。对比图4和图5，在图4所示的推式离合器中，以斜面环8为参照，作为其杠杆系统的支点系统的支承环10位于斜面环8的径向内侧，磨损调节装置的其他部件主要位于斜面环8的径向外侧，支承环10不会对磨损调节装置的安装与动作造成干涉；而在图5所示的拉式离合器中，杠杆系统具有又一支点系统——支承环11，支承环11位于斜面环8的径向外侧，若磨损调节装置仍按原设计安装，这种安装方式使得支承环11有很大的风险与磨损调节装置的其他部件、尤其是主弹簧2形成干涉。

可以设想主弹簧2安装于离合器盖上的方案分两种：

第一，主弹簧2安装于离合器盖2的下表面(即离合器盖总成内部)，此时为了避免上述干涉，显然需要在离合器盖总成内部为主弹簧2预留足够大的安装空间，这使得离合器盖总成的径向尺寸增大，而过大尺寸的离合器外形是生产和使用中希望避免的。

第二，主弹簧2安装于离合器盖2的上表面(与图1和图4相仿)，这种方案的缺点是，必须在离合器盖1上开设缺口1.1以使活动腿2.1能伸入离合器盖总成内部，缺口1.1降低了离合器盖2的刚度，这也是生产和使用中希望避免的。

因此，如何改进磨损补偿装置，使其更适用于拉式摩擦离合器，是本领域亟待解决的问题。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的状态而做出本发明。

根据本发明的第一方面，提供一种自动补偿磨损量的摩擦离合器，其包括离合器盖、杠杆系统、压盘和磨损调节装置，

所述磨损调节装置包括：控制装置、扭转装置和斜面环；所述扭转装置包括螺纹轴和轴螺母，所述螺纹轴可转动地安装到所述压盘，所述轴螺母螺纹连接于所述螺纹轴；所述斜面环能绕所述摩擦离合器的轴向转动地设置于所述压盘与所述杠杆系统之间，所述斜面环的朝向所述压盘的一面具有沿周向布置的若干斜坡面，所述压盘的与所述斜面环相接触的盘面具有与所述斜面环的斜坡面相匹配的对应斜面；所述轴螺母与所述斜面环相连；其中，

所述控制装置固定安装于所述压盘，所述控制装置的至少部分表面与所述杠杆系统接触。

在至少一个实施方式中，

当因磨损而使所述压盘沿所述摩擦离合器的轴向远离所述杠杆系统移动时，所述控制装置驱动所述螺纹轴相对于所述轴螺母转动，从而使所述轴螺母沿着所述螺纹轴的轴向相对于所述螺纹轴轴向移动，所述轴螺母的轴向移动带动所述斜面环转动从而增大所述杠杆系统和所述压盘之间的距离。

在至少一个实施方式中，所述摩擦离合器为拉式摩擦离合器，所述扭转装置和所述控制装置位于所述斜面环的径向内侧。

在至少一个实施方式中，所述磨损调节装置还包括连接耳，所述连接耳与所述斜面环固定连接，所述连接耳的中部向所述斜面环的径向内侧凸起，所述连接耳的中部开设有槽孔，所述轴螺母上凸出有轴螺母拨指，所述轴螺母拨指伸入到所述槽孔中。

在至少一个实施方式中，所述扭转装置还包括小齿轮，所述小齿轮抗扭安装于所述螺纹轴，所述控制装置为弹性构件，所述弹性构件的一端与所述压盘固定连接，所述弹性构件的另一端以被加载预紧力的形式与所述小齿轮抵接。

在至少一个实施方式中，所述杠杆系统包括膜片弹簧，所述摩擦离合器还包括夹持在所述离合器盖和所述膜片弹簧之间的支撑环，所述支撑环位于所述斜面环的径向外侧。

在至少一个实施方式中，所述弹性构件为片状的主弹簧，所述主弹簧具有大致u字形的截面，所述u字形的一个腿部固定安装到所述压盘的内周面，所述u字形的中间部与所述膜片弹簧接触，所述u字形的另一个腿部与所述小齿轮抵接；

优选地，所述u字形的中间部仅在所述中间部与所述u字形的另一个腿部的连接部位与所述膜片弹簧接触；

更优选地，根据不同离合器的径向尺寸，调整所述控制装置的安装位置，以使所述主弹簧与所述膜片弹簧的接触点以及所述斜面环与所述膜片弹簧的接触点间的距离符合调节需求。

在至少一个实施方式中，所述压盘的内周缘设置有朝向径向外侧凹入的缺口，所述u字形的一个腿部在所述缺口处固定安装到所述压盘的内周面。

在至少一个实施方式中，所述磨损调节装置还包括弹性爪部件，所述弹性爪部件的一端固定安装于所述压盘，所述弹性爪部件的另一端以被加载预紧力的形式抵接于所述小齿轮。

根据本发明的第二方面，提供一种摩擦离合器总成，其包括：根据本发明的第一方面所述的摩擦离合器；以及离合器从动盘。

本发明提供了一种不需要改变离合器盖的形状、结构和尺寸的自动补偿磨损量的摩擦离合器，其尤其可以是拉式摩擦离合器。

附图说明

图1是现有技术中磨损补偿装置的主弹簧与离合器盖的局部结构的安装分解示意图。

图2是现有技术中磨损补偿装置的安装于离合器压盘的部分部件的安装分解示意图。

图3是现有技术中磨损补偿装置的安装于离合器压盘的部分部件的安装示意图。

图4是现有技术中磨损补偿装置安装于离合器的局部剖视示意图。

图5是拉式离合器的局部剖视示意图。

图6是根据本发明的一个实施方式的磨损补偿装置安装于离合器压盘的局部安装示意图。

图7是具有本发明的一个实施方式的磨损补偿装置的离合器盖总成的局部示意图。

图8是具有本发明的一个实施方式的磨损补偿装置的离合器盖总成的局部剖视示意图。

图9是根据本发明的一个实施方式的磨损补偿装置的磨损补偿调节过程的简化模型图。

附图标记说明

1离合器盖

1.1缺口

2主弹簧

2.1活动腿

2.2固定腿

3压盘

3.1切口

4爪部件

5螺纹轴

6小齿轮

7轴螺母

7.1轴螺母拨指

8斜面环

8.1斜坡面

8.2槽孔

8.3斜面环上表面

8.4连接耳

9膜片弹簧

10、11支承环

12铆钉

a膜片弹簧9上与支承环11相接触的点

b膜片弹簧9上与斜面环8相接触的点

c活动腿2.1上与膜片弹簧9相接触的点

ω小齿轮6在磨损补偿调节过程中的转动方向

m离合器发生磨损后压盘3的偏移方向

x1a、c两点间的距离

x2a、b两点间的距离

具体实施方式

下面参照附图描述本发明的示例性实施方式。应当理解，这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本发明，而不用于穷举本发明的所有可行的方式，也不用于限制本发明的范围。

参照图6-9，以拉式离合器为例，介绍本发明的摩擦离合器磨损补偿装置的具体构造和工作原理。

磨损补偿装置

在离合器的压盘3上，安装有扭转装置，这与现有技术是类似的。扭转装置包括螺纹轴5、小齿轮6和轴螺母7。螺纹轴5设置于压盘3上，螺纹轴5的轴向与压盘3的径向垂直且与压盘3的周向的切线平行，螺纹轴5上套设有与螺纹轴5可相对转动连接的轴螺母7和与螺纹轴5不可相对转动地连接的小齿轮6。

小齿轮6也可以与螺纹轴一体成型设置。小齿轮6的轮廓可以大致为圆形，也可以是扇形、椭圆形等其他形状。小齿轮6的轮廓外缘至少部分区域设置有锯形的齿。

压盘3上还设有能相对于压盘3绕着轴向转动的斜面环8，斜面环8朝向压盘3的一面是不平整的，其具有相对于压盘3的周向倾斜的斜坡面8.1。压盘3朝向离合器盖1的一侧上设有与斜坡面8.1匹配的对应斜面(图中未示出)，斜坡面和对应斜面可以采用现有技术中已有的结构，在此不作赘述。

斜面环8的内侧安装有连接耳8.4，连接耳8.4的两端与斜面环8固定连接，连接耳8.4的中部向斜面环8的径向内侧凸起而与斜面环8的内表面形成一定间隔，连接耳8.4的中部开设有槽孔8.2。轴螺母7上凸出有轴螺母拨指7.1，轴螺母拨指7.1伸入到槽孔8.2中，使得扭转装置与斜面环8连接。扭转装置与斜面环8的连接关系使得，轴螺母7被槽孔8.2限制了绕着螺纹轴5的轴向转动的自由度，而由于轴螺母7与螺纹轴5螺纹连接的限制，当螺纹轴5转动时，轴螺母7沿螺纹轴5的轴向平移，轴螺母7的轴螺母拨指7.1沿斜面环8的切向拨动斜面环8，使斜面环8发生周向转动。

轴螺母7与斜面环8的连接方式不限于轴螺母拨指7.1穿过连接耳8.4上的槽孔8.2的连接结构，也可以是其他的连接结构，例如在轴螺母7与斜面环8中的一者上设置凸起，在另一者上设置凹部(可以是通孔、盲孔或者导槽等形式)，使凸起伸入凹部。

离合器的压盘3上还安装有控制装置，控制装置作为扭转装置的输入端，能在离合器的摩擦片发生磨损使得膜片弹簧9发生偏离正常离合过程的形变时，触发扭转装置的转动(在离合器处于正常的工作和分离状态切换过程中，膜片弹簧9的变形不会触发扭转装置转动)。在本实施方式中，控制装置优选为具有弹性的主弹簧2。主弹簧2为大致片状结构，并具有大致u字形的截面。u字形的主弹簧2包括固定腿2.2和活动腿2.1，固定腿2.2固定安装到压盘3的内周面，活动腿2.1与小齿轮6抵接。主弹簧2在固定腿2.2和活动腿2.1之间的u字形的中间部相对于离合器的径向倾斜地延伸，从而在u字形的中间部和活动腿2.1的连接处的接触点c处与膜片弹簧接触，主弹簧2的该结构便于膜片弹簧9推压活动腿2.1，而使活动腿2.1驱动小齿轮6转动。优选地，固定腿2.2通过铆钉12与压盘3上内周面固定连接，更优选地，可以在压盘3的内周缘开设切口3.1以调整主弹簧2的安装位置并方便安装固定腿2.2。主弹簧2在与膜片弹簧9的接触点c处受到来自膜片弹簧9的挤压，使得主弹簧2具有预紧力。当离合器的摩擦片发生磨损使得膜片弹簧9发生偏离正常离合过程的形变时，膜片弹簧9进一步挤压主弹簧2，活动腿2.1拨动小齿轮6使小齿轮6发生转动。

优选地，压盘3上还固定有爪部件4，爪部件4具有一定的弹性，爪部件4的一端以加载预紧力的状态抵靠在小齿轮6的齿面，使得：未发生磨损的离合器在正常的工作和分离状态的切换过程中，压盘3相对于离合器盖的上升和下降以及膜片弹簧的变形都不足以触发小齿轮6转动。

下面介绍本发明的磨损补偿装置的工作过程。

磨损补偿过程

当摩擦离合器的摩擦片发生磨损，压盘3向飞轮方向偏移，即沿图8中箭头所指的m方向偏移，设其移动的距离为x。设置于压盘3的盘面的斜面环8跟随压盘3沿m方向移动距离x。下表面抵靠于斜面环8的膜片弹簧9上的点b跟随斜面环8沿m方向移动距离x。由于磨损补偿装置整体都安装于压盘3上，因此其整体也会跟随压盘3沿m方向移动，其中，活动腿2.1的移动距离比较特殊，其虽然跟随主弹簧2移动，但由于膜片弹簧9给主弹簧2加载了预紧力，因此活动腿2.1的移动(形变)是与膜片弹簧9的移动直接相关的，即活动腿2.1上与膜片弹簧9相接触的点c的位置决定了活动腿2.1的位移。活动腿2.1相对于小齿轮6沿m方向的位移决定了磨损补偿装置的调节补偿量，因此有必要计算当压盘3沿m方向移动距离x后，活动腿2.1上的点c的移动距离。

注意到，点b与点c分别是斜面环8和活动腿2.1与膜片弹簧9的接触点，因此点c也可以被模型化为膜片弹簧9上的点，膜片弹簧9在移动过程中，其上与支承环11相接触的、作为杠杆系统支点的点a是不发生m方向移动的，于是构建简化模型：

参照图9，将点a、b、c模型化为共线的三点，保持a点不动，点b沿m方向移动距离x至点b’，点c沿m方向移动至线段ab’的延长线上的c’点，线段cc’的长度等于活动腿2.1上的点c的移动距离y。线段ab的长为x2(即支承环11与膜片弹簧9的接触点到斜面环8与膜片弹簧9的接触点之间的沿压盘3的径向的距离)，线段ac的长为x1(即支承环11与膜片弹簧9的接触点到主弹簧2与膜片弹簧9的接触点之间的沿压盘3的径向的距离)。根据相似三角形原理，可以计算得到y＝x*(x1/x2)。

由于在上述过程中，小齿轮6跟随压盘3也发生了m方向的位移x，因此，活动腿2.1相对于小齿轮6沿m方向的位移d＝y-x＝x*(x1-x2)/x2。

位移d也可以被认为是活动腿2.1的尖端相对于小齿轮6划过的弧长(相当于磨损补偿装置进行补偿调节的输入量)，这一相对位移使得小齿轮6沿图8中的箭头ω所指的方向转动。小齿轮6的转动带动螺纹轴5转动，螺纹轴5的转动带动轴螺母7沿螺纹轴5的轴向平移，进而带动斜面环8发生转动。斜面环8在转动过程中，斜坡面8.1沿在压盘3上设置的对应斜面朝远离飞轮的方向升起(图8中m方向的反方向)，从而带动b点沿m方向的反方向移动d2距离，该反向移动的距离d2在理想状态下等于x，于是膜片弹簧恢复摩擦片未发生磨损时的形态。

在磨损补偿调节过程中，磨损补偿装置中各部件的位移受磨损补偿装置自身尺寸参数(例如小齿轮的形状参数、螺纹轴5上螺纹的形状参数以及斜面环8上斜坡面的形状参数等)的影响，因此在装置设计时，根据期望——活动腿2.1的尖端相对于小齿轮6划过弧长d＝x*(x1-x2)/x2带动斜面环8沿m方向的反方向移动x的距离——来设计磨损补偿装置自身尺寸参数。

对于确定的磨损补偿装置，即其尺寸参数已确定，以下介绍如何将其安装到压盘3上，以针对不同尺寸的离合器都能得到期望的磨损补偿调节效果。一般来说，不同尺寸的离合器主要体现在压盘3的直径不同，表现为a、b两点间的距离x2的值不同。由于磨损补偿装置进行补偿调节的输入量d＝x*(x1-x2)/x2，其中x1和x2是固定参数，当x2改变时，可以相应调整a、c两点间的距离x1的值来适应新的x2值，即调整控制装置和扭转装置在压盘上的安装位置，从而使同一套磨损补偿装置能适应不同尺寸的离合器。

本发明的上述实施方式可以实现下述优点中的一个或多个优点：

(1)使拉式离合器在自身有限的尺寸下能够安装磨损补偿装置，不需要增加离合器盖总成的径向尺寸。

(2)控制装置安装在压盘3上，不需要在离合器盖上加设安装孔和固定孔，增加了离合器盖的刚度。

(3)本发明能适用于不同尺寸的离合器；由于控制装置和扭转装置在压盘3上的安装位置容易调整，针对不同尺寸的离合器，根据支承环11与膜片弹簧9的接触点到斜面环8与膜片弹簧9的接触点之间的距离(即x2的值)的不同，调整控制装置和扭转装置在压盘3上的安装位置便可。

应当理解，上述实施方式仅是示例性的，不用于限制本发明。本领域技术人员可以在本发明的教导下对上述实施方式做出各种变型和改变，而不脱离本发明的范围。

此外，需要说明：上述实施方式中，摩擦离合器的杠杆系统使用了膜片弹簧结构，在其他实施方式中，也可以使用其他形式的分离杠杆结构。