腔中，内活塞7和外活塞8分别与缸套的底面相抵触，所述内活塞7与缸套的内环形腔的底面之间形成内充油腔12，所述外活塞8与缸套2的外环形腔的底面之间形成外充油腔15，所述缸套上的控制油道I 11和控制油道II 14分别与外充油腔15和内充油腔12相通；所述动力输出齿轮13的开放端嵌入安装在缸套2内，所述外摩擦副32装入由动力输出齿轮13外环形壁面以及缸套2外环形腔外壁面之间形成的环形空腔内，所述外挡板24对外摩擦副32进行轴向限位，外挡圈25对外挡板24的内外两侧实现轴向向限位；外摩擦副钢片5上的周向齿与缸套2上外油腔外齿3卡合，外摩擦副摩擦片33内圈上的周向齿与动力输出齿轮13外环形壁面上的外花键齿卡合；动力输出齿轮13外环形壁面与缸套2内环形腔外壁面之间形成的环形腔内固定连接外弹簧挡板20，外弹簧挡圈21对外弹簧挡板内外实现轴向限位；所述外回位弹簧17沿该环形腔的周向均布，外回位弹簧17的两端分别与外活塞8和外弹簧挡板20相抵触；
[0034]所述内摩擦副31位于缸套内环形腔外壁面与动力输出齿轮13内环形壁面之间形成的环形空腔内，所述内挡板22对内摩擦副31进行轴向限位，内挡圈23对内挡板22的内夕卜两侧实现轴向限位；内摩擦副钢片外圈上的周向齿与缸套2上内油腔外齿4卡合，内摩擦副摩擦片34内圈上的周向齿与动力输出齿轮13内环形壁面上内花键齿卡合；内弹簧挡板18固定在所述缸套2的中心柱与动力输出齿轮13之间形成的环形空腔内，内弹簧挡圈19对内弹簧挡板18内外实现轴向限位；内回位弹簧16的两端分别与内活塞和内弹簧板相抵触。
[0035]离合器的结合过程:
[0036]动力输入从发动机经过动力输入齿轮I传至缸套2，进而通过外油腔外齿3和内油腔外齿4将动力分别传递至外摩擦副钢片5和内摩擦副钢片6 ;
[0037]两个独立的控制油道I 11和控制油道II 14分别对内活塞7与外活塞8提供控制油液，离合器结合前，内活塞7与外活塞8均未工作，若此时因为密封性能原因导致活塞控制油腔内残留部分液体，则可通过离合器旋转所产生的离心力将液体从泄油孔I 9和泄油孔II 10排出;
[0038]结合开始时，动力输入端及输出端的相对速差较大，此时内充油腔12进行充油，内充油腔油液通过控制油道I 11进入内充油腔12。根据配合关系，内活塞7在油压推力的作用下，逐渐克服内回位弹簧弹力，进而移动并贴紧钢片，同时压迫摩擦副间隙逐渐减小，最终使内摩擦副31的钢片与摩擦片完全贴合。在摩擦力的作用下，利用钢片将动力输入端力矩传递至摩擦片，再由摩擦片将动力通过内花键齿传递至动力输出齿轮13 ;
[0039]结合过程中，通过内活塞7和内摩擦副31的共同作用，动力输入端与输出端相对速差减小。当动力输入齿轮I与动力输出齿轮13的相对转速差值达到设计使用值时，控制油液对外充油腔15进行充油，控制油液通过控制油道II 14进入外充油腔15，外活塞8在外充油腔控制油压的推力作用下，逐渐克服外回位弹簧的弹力，移动并贴紧外摩擦副钢片5，进一步使摩擦副间隙减小，最终使外摩擦副钢片5与摩擦片完全贴合。在摩擦力的作用下，使钢片将输入力矩传递至外摩擦副摩擦片33，进而由外摩擦副摩擦片33将动力通过外花键齿传递至动力输出齿轮13上，实现低转速差高转矩工作段下传递较大力矩的功能，当内活塞或外活塞进行轴向移动时，相应的活塞上装有密封圈，能够有效确保油液的密封。
[0040]在结合工况下，离合器的润滑特性由润滑油液保证，润滑油道30，润滑油液通过润滑油道30对双回位弹簧及双摩擦副工作表面进行润滑。特殊地，当离合器摩擦副为压紧状态时，油液的离心力将迫使润滑油液通过双摩擦副中各摩擦片上的润滑油槽向外甩出，起到降温并充分润滑摩擦副的作用。
[0041]离合器分离过程
[0042]控制油压逐步降低，内活塞7与外活塞8在内回位弹簧16和外回位弹簧17的作用下回位。
[0043]在没有外部压力的作用下，双摩擦副中的钢片和摩擦片逐渐分离，相应的动力输入齿轮I和动力输出齿轮13由于没有了摩擦扭矩的功率传递，达到了切断动力的效果。
[0044]当离合器逐渐停止工作时，离合器中的润滑油液以及双充油腔内残存的油液逐渐在离心力的作用下向外甩出。
[0045]综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.多段式大功率高速多片湿式离合器，其特征在于，包括缸套(2)、多个活塞和多组摩擦副，所述活塞和摩擦副同时安装在缸套(2)内部，所述一个活塞对应一组摩擦副并在缸套(2)内部形成一个工作段，每个工作段通过单独充放油控制活塞对摩擦副正压力的变化，实现一个工作段的摩擦转矩输出；工作段与工作段间进行充放油交替匹配控制变化，最终实现离合器摩擦转矩输出的连续可控。2.如权利要求1所述的多段式大功率高速多片湿式离合器，其特征在于，工作段为两段时，活塞由内活塞(7)和外活塞(8)组成，摩擦副由内摩擦副(31)和外摩擦副(32)组成，还包括动力输出齿轮(13)、内挡板(22)、外挡板(24)、内回位弹簧(16)和外回位弹簧(17)； 所述缸套(2)的内部为两个同心的环形腔，其中心具有中心柱，中心柱为两端开放的圆柱形空腔，该空腔的内圆周面上加工有与动力输入齿轮(I)相配合的外花键，所述两个环形空腔的壁面上加工有沿周向均布的条形槽，该条形槽自缸套的开放端沿轴向延伸，分别形成外油腔外齿(3)和内油腔外齿(4);所述缸套(2)上加工有润滑油道(30)、控制油道I (11)和控制油道II (14)，所述润滑油道(30)贯通缸套的两个端面，所述控制油道I (11)贯通缸套的封闭端以及外环形腔，所述控制油道II (14)贯通缸套的封闭端和外环形腔； 所述外摩擦副(31)由内摩擦副钢片(6)和内摩擦副摩擦片(34)组成，所述内摩擦副钢片(6)的外圈上加工有与所述缸套(2)上内油腔外齿⑷卡合的周向齿，所述内摩擦副摩擦片(34)的内圈上加工有周向齿； 所述内摩擦副(32)由外摩擦副钢片(5)和外摩擦副摩擦片(33)组成，所述外摩擦副钢片(5)的外圈上加工有与所述缸套(2)上外油腔外齿(3)卡合的周向齿，所述外摩擦副摩擦片(33)的内圈上加工有周向齿； 所述动力输出齿轮(13)为一端开放的环形空腔结构，其内外环形壁面的上均加工有花键齿； 所述内活塞(7)和外活塞(8)分别装入缸套(2)的内外环形空腔中，内活塞(7)和外活塞⑶分别与缸套的底面相抵触，所述内活塞(7)与缸套的内环形腔的底面之间形成内充油腔(12)，所述外活塞(8)与缸套(2)的外环形腔的底面之间形成外充油腔(15)，所述缸套上的控制油道I (11)和控制油道II (14)分别与外充油腔(15)和内充油腔(12)相通；所述动力输出齿轮(13)的开放端嵌入安装在缸套(2)内，所述外摩擦副(32)装入由动力输出齿轮(13)外环形壁面以及缸套(2)外环形腔外壁面之间形成的环形空腔内，所述外挡板(24)对外摩擦副(32)进行轴向限位，外摩擦副钢片(5)上的周向齿与缸套(2)上外油腔外齿⑶卡合，外摩擦副摩擦片(33)内圈上的周向齿与动力输出齿轮(13)外环形壁面上的外花键齿卡合；动力输出齿轮(13)外环形壁面与缸套(2)内环形腔外壁面之间形成的环形腔内固定连接外弹簧挡板(20)，所述外回位弹簧(17)沿该环形腔的周向均布，外回位弹簧(17)的两端分别与外活塞(8)和外弹簧挡板(20)相抵触； 所述内摩擦副(31)位于缸套内环形腔外壁面与动力输出齿轮(13)内环形壁面之间形成的环形空腔内，所述内挡板(22)对内摩擦副(31)进行轴向限位，内摩擦副钢片外圈上的周向齿与缸套⑵上内油腔外齿⑷卡合，内摩擦副摩擦片(34)内圈上的周向齿与动力输出齿轮(13)内环形壁面上内花键齿卡合；内弹簧挡板(18)固定在所述缸套(2)的中心柱与动力输出齿轮(13)之间形成的环形空腔内，内回位弹簧(16)的两端分别与内活塞和内弹簧板相抵触。3.如权利要求2所述的多段式大功率高速多片湿式离合器，其特征在于，所述内活塞(7)和外活塞(8)上均加工有泄油孔。
【专利摘要】本发明公开了一种多段式大功率高速多片湿式离合器，属于机械传动与驱动技术领域。离合器包括缸套、多个活塞和多组摩擦副，所述活塞和摩擦副同时安装在缸套内部，所述一个活塞对应一组摩擦副并在缸套内部形成一个工作段，每个工作段通过单独充放油控制活塞对摩擦副正压力的变化，实现一个工作段的摩擦转矩输出；工作段与工作段间进行充放油交替匹配控制变化，最终实现离合器摩擦转矩输出的连续可控。本发明解决了高速差与大摩擦转矩不能兼顾的矛盾，能够满足主被动转速差大于每分钟5000转，且传递摩擦功率大于500千瓦的飞机和高速车辆的使用需求。
【IPC分类】F16D13/52, F16D25/0635
【公开号】CN105041906
【申请号】CN201510313439
【发明人】李和言, 王宇森, 熊涔博, 赵二辉, 朱礼安, 何春平
【申请人】北京理工大学
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年6月9日