專利名稱：一種制動式離合器及汽車傳動系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及離合裝置，更具體地說，涉及一種制動式離合器及采用該制動 式離合器的汽車傳動系統(tǒng)。
背景技術：
在一些傳動系統(tǒng)中，如汽車傳動系統(tǒng)、變速機械系統(tǒng)等，通常需要使用離 合器進行動力分離，利用"離"與"合"來傳遞適量的動力。以現(xiàn)有的汽車離 合器為例，通常由摩擦片、彈簧片、壓盤以及動力輸出軸組成，布置在發(fā)動機 與變速箱之間，用來將發(fā)動機飛輪上儲存的力矩傳遞給變速箱，保證車輛在不 同的行駛狀況下傳遞給驅動輪適量的驅動力和扭矩。
離合器分為三個工作狀態(tài)，即不踩下離合器的全連動，部分踩下離合器的 半連動，以及踩下離合器的不連動。當車輛在正常行駛時，壓盤是緊緊擠靠在 飛輪的摩擦片上的，此時壓盤與摩擦片之間的摩擦力最大，輸入軸和輸出軸之 間保持相對靜摩擦，二者轉速相同。當車輛起步時，司機踩下離合器，離合器 踏板的運動拉動壓盤向后靠，也就是壓盤與摩擦片分離，此時壓盤與飛輪完全 不接觸，也就不存在相對摩擦。
最后一種，也就是離合器的半聯(lián)動狀態(tài)。此時，壓盤與摩擦片的摩擦力小 于全連動狀態(tài)。離合器壓盤與飛輪上的摩擦片之間是滑動摩擦狀態(tài)。飛輪的轉 速大于輸出軸的轉速，從飛輪傳輸出來的動力部分傳遞給變速箱。此時發(fā)動機 與驅動輪之間相當于一種軟連接狀態(tài)。
由于離合器在使用過程中經常會處于半聯(lián)動狀態(tài)，這就會造成壓盤與摩擦 片經常處于滑動摩擦狀態(tài)，造成摩擦片容易磨損，影響使用壽命。而且，傳動 依靠壓盤與摩擦片的滑動摩擦連接，可靠性差，容易造成熄火等。其他傳動機 械的離合器同樣存在這些問題。本發(fā)明要解決的技術問題在于，針對現(xiàn)有技術的離合器的摩擦片容易磨 損、傳動可靠性差的缺陷，提供一種摩擦小、傳動可靠的制動式離合器。
本發(fā)明所要解決的另一技術問題在于，針對現(xiàn)有技術的汽車傳動系統(tǒng)的離 合器的摩擦片容易磨損、傳動可靠性差的缺陷，提供一種摩擦小、傳動可靠的 汽車傳動系統(tǒng)。
本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是提供一種制動式離合器，包 括固定設置的外殼、可轉動地安裝在所述外殼上的基座、轉動安裝在所述基座 內的行星輪組、分別從所述基座兩側伸出并與所述行星輪組嚙合的輸入太陽輪 和輸出太陽輪、設置在所述輸入太陽輪的一側的制動片、以及安裝在所述外殼 上的制動系統(tǒng)；所述帝IJ動片與所述基座固定連接，并由所述制動系統(tǒng)制動控制
所述制動片的轉動狀態(tài)。
本發(fā)明的制動式離合器包括全連動狀態(tài)、半聯(lián)動狀態(tài)以及分離狀態(tài)；
所述全連動狀態(tài)為當所述制動系統(tǒng)完全制動所述制動片時，所述基座同 時被完全制動，所述輸入太陽輪帶動所述行星輪組轉動，由所述行星輪組帶動 所述輸出太陽輪轉動，輸出動力；
所述半聯(lián)動狀態(tài)為當所述制動系統(tǒng)未完全制動所述制動片，所述基座未 被完全制動，所述輸入太陽輪帶動所述行星輪組轉動，由所述行星輪組帶動所 述輸出太陽輪以及基座同時轉動，實現(xiàn)半聯(lián)動；
所述分離狀態(tài)為當所述制動系統(tǒng)松開所述制動片時，所述基座同時被松 開，所述輸入太陽輪帶動所述行星輪組轉動，由所述行星輪組帶動所述基座相 對于所述外殼轉動，而所述輸出太陽輪在負載的限制下無法轉動。
在本發(fā)明的制動式離合器中，所述制動片與基座分別設置在所述外殼的兩
側；
在所述外殼上設有安裝孔，所述基座上設有安裝部；所述安裝部插入并通 過軸承安裝在所述安裝孔上；所述制動片通過緊固件固定安裝在所述安裝部
上在本發(fā)明的制動式離合器中，所述外殼為開口圓筒狀，其圓周上設有至少
一個供所述制動系統(tǒng)安裝的安裝孔位；
所述制動系統(tǒng)為可拆除安裝在所述安裝孔位上的液壓制動系統(tǒng),所述液壓 制動系統(tǒng)包括提供工作壓力工作液的液壓源、與所述液壓源連接的液壓分泵、 以及由所述液壓分泵帶動對所述制動片進行制動的剎車卡鉗。
在本發(fā)明的制動式離合器中，所述基座包括通過緊固件結合的前基座和后 基座；
所述輸入太陽輪和輸出太陽輪分別包括齒輪部和光軸部；
所述前基座上和制動片上設有供所述輸入太陽輪的光軸部穿過的軸孔，所 述輸入太陽輪的光軸部通過軸承安裝在所述前基座的軸孔上；
所述后基座上設有供所述輸出太陽輪的光軸部穿出的軸孔，并且所述輸出 太陽輪的光軸部通過軸承安裝在所述后基座的軸孔上。
在本發(fā)明的制動式離合器中，所述基座內固定設有多個支撐軸，所述行星 輪組通過軸承安裝在所述支撐軸上；所述基座的側壁設有供所述行星輪組部分 伸出的缺口。
在本發(fā)明的制動式離合器中，所述行星輪組的每一行星齒輪的厚度大于或 等于所述輸入太陽輪和輸出太陽輪的齒輪部的厚度之和。
在本發(fā)明的制動式離合器中，所述輸入太陽輪與輸出太陽輪的軸線在同一 軸線上，并位于所述行星輪組的軸芯位置；所述輸入太陽輪和輸出太陽輪的尺 寸不同，對應的，所述行星輪組包括聯(lián)動的兩組尺寸不同的行星輪組，并且所 述兩組行星輪組的尺寸分別于輸入太陽輪和輸出太陽輪的尺寸匹配；或者，所 述行星輪組為兩段式，兩段的尺寸分別與所述輸入太陽輪和輸出太陽輪匹配。
本發(fā)明解決其另一技術問題所采用的技術方案是提供一種汽車傳動系 統(tǒng)，包括發(fā)動機以及變速箱，其特征在于，還包括上述任一項所述的制動式離 合器；所述制動式離合器的輸入太陽輪與所述發(fā)動機連接，接入所述發(fā)動機的 動力；所述輸出太陽輪與所述變速箱連接，驅動所述變速箱。
在本發(fā)明的汽車傳動系統(tǒng)中，所述制動式離合器的外殼固定安裝在所述發(fā) 動機上，并且所述制動片設置在所述外殼內側，所述基座設置在所述外殼遠離所述發(fā)動機的一側。
實施本發(fā)明具有以下有益效果通過制動系統(tǒng)對制動片進行制動或松開， 來控制基座的轉動與否，從而控制輸出太陽輪的轉動與否，無需使用現(xiàn)有技術 的摩擦片、壓盤等機構，從而避免了現(xiàn)有技術的易磨損、可靠性差的缺點，具 有摩擦小、可靠性高的優(yōu)點。
下面將結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中 圖1是本發(fā)明制動式離合器的分解示意圖； 圖2是本發(fā)明制動式離合器的組裝示意圖3是本發(fā)明制動式離合器的輸入太陽輪、輸出太陽輪和行星輪組的配合 示意圖4是本發(fā)明制動式離合器的省略外殼、制動片、制動系統(tǒng)等的示意圖； 圖5是本發(fā)明制動式離合器的外殼、制動片、制動系統(tǒng)等的示意圖； 圖6是本發(fā)明制動式離合器的剖視示意圖。
具體實施例方式
如圖1至圖6所示，是本發(fā)明的制動式離合器的一個具體實施例，包括外 殼10、基座20、行星輪組30、輸入太陽輪40、輸出太陽輪50、制動片60以 及制動系統(tǒng)70等。在該制動式離合器應用到汽車傳動系統(tǒng)中時，連接在發(fā)動 機和變速箱(圖未示)之間，作為動力傳遞離合使用?？梢岳斫獾?，該制動式 離合器也可以應用到其他的動力傳遞機械機構中，例如機床、羅拉機等的變速 系統(tǒng)，只要存在動力傳遞的離合場合均能使用。下面以應用到汽車傳動系統(tǒng)為 例進行說明。
該外殼10大致為一側開口的圓筒狀，開口邊緣形成安裝邊緣，從而將整 個外殼10固定安裝在發(fā)動機的外殼10上。該外殼10中心位置開設有安裝孔 11，供基座20插入安裝，并且輸入太陽輪40插入外殼10內，與發(fā)動機的動 力輸出軸固定連接。該外殼10的圓周處設有安裝孔位，用于安裝制動系統(tǒng)70于其中。在本實施例中，該安裝孔位為兩個，在兩個安裝孔位上分別安裝有一
套制動系統(tǒng)70，從而可以通過兩套制動系統(tǒng)70同時對制動片60進行制動； 并且，在一套制動系統(tǒng)70失效時，另一套制動系統(tǒng)70仍然可以工作，從而保 證了工作的可靠性。
該制動系統(tǒng)70可以采用液壓系統(tǒng)，該液壓系統(tǒng)和制動片60構成了液壓盤 式制動系統(tǒng)70。該液壓系統(tǒng)包括液壓源(圖未示)、液壓分泵71以及剎車卡 鉗72。剎車卡鉗72分別位于制動片60的兩側，由通過液壓源提供具有壓力 的工作液體，由液壓分泵71帶動剎車卡鉗72來對制動片60產生摩擦制動。 當然，還可以通過控制液壓分泵71內的液體壓力來控制剎車卡鉗72的夾緊力， 實現(xiàn)對制動片60的制動力度的控制，從而實現(xiàn)對后段離合狀態(tài)的控制，詳后 述。可以理解的，該液壓系統(tǒng)還可以采用氣壓系統(tǒng)、或者直接的機械制動系統(tǒng) 70等。該制動系統(tǒng)70可通過緊固件80 (例如螺栓、螺釘?shù)?安裝在外殼IO 上，從而在剎車卡鉗72磨損或失效時，可以將制動系統(tǒng)70拆卸下來，即可進 行更換、檢修，而無須將整個外殼10拆下，方便更換、檢修。
該制動片60為圓盤狀，中間位置開設有軸孔61，供輸入太陽輪40穿出。 該制動片60可以安裝在外殼10的內側，可以避免灰塵的污染。該制動片60 可以選用現(xiàn)有的各種剎車片，與剎車卡鉗72等配合使用。
如圖所示，該基座20包括前基座21和后基座22，兩者可以通過緊固件 80 (例如緊固螺釘、螺栓、鉚釘、悍接等)緊固結合。該前基座21靠近外殼 10的一側設有安裝部23，該安裝部23插入并通過軸承90安裝在外殼10的安 裝孔11上。并且制動片60通過緊固件80 (例如緊固螺釘、螺栓、鉚釘、焊 接等)固定安裝在安裝部23上，使得制動片60與基座20成為一整體。在安 裝部23和制動片60上同時開設有軸孔24、 61，供輸入太陽輪40的光軸部穿 出。同樣的，在后基座22上也設有軸孔25，以便于輸出太陽輪50的光軸部 的穿出。
在基座20內固定設置有多個支撐軸26，行星輪組30的每一個行星齒輪 31通過軸承90安裝在支撐軸26上。如圖所示，支撐軸26為三個，固定設置 在后基座22上?？梢岳斫獾?，支撐軸26的數(shù)量與行星輪組30的行星齒輪31的數(shù)量對應，并可以設置在前基座21和/或后基座22上。進一步的，在基座 20的側壁還設有缺口 27，行星輪組30的行星齒輪31部分通過該缺口 27伸出， 從而可以避免行星齒輪31完全密封在基座20內，有利于散熱及潤滑。而且， 能夠有效的降低基座20的重量，減小整個離合器的體積。
輸入太陽輪40和輸出太陽輪50均包括齒輪部41、 51和光軸部42、 52， 齒輪部41、 51與行星齒輪31嚙合傳動，而光軸部42、 52則用于安裝。具體 的，輸入太陽輪40的光軸部42穿出前基座21的軸孔24，并通過軸承90安 裝在其上；而輸出太陽輪50的光軸部52穿出后基座22的軸孔25，并通過軸 承90安裝在其上。輸入太陽輪40和輸出太陽輪50的軸線在同一直線上，均 與行星輪組30嚙合。進一步的，該輸入太陽輪40的光軸部42的末端還可以 設置連軸部43，用于與發(fā)動機的輸出軸連接。
為了使得行星輪組30與輸入太陽輪40和輸出太陽輪50更好地嚙合傳動， 每一行星齒輪31的厚度大于或等于輸入太陽輪40和輸出太陽輪50的齒輪部 的厚度之和?？梢岳斫獾?，行星輪組30可以為一組，也可以為兩組或更多組 同步轉動的行星輪組30。如圖所示，本實施例輸入太陽輪40、輸出太陽輪50 和行星齒輪31均采用斜齒圓柱齒輪，并且輸入太陽輪40和輸出太陽輪50的 旋向相同，并與行星齒輪31的旋向相反，以獲得較好的傳動性能和承載能力。 可以理解的，輸入太陽輪40、輸出太陽輪50和行星齒輪31也可以采用其他 形式的齒輪，例如直齒圓柱齒輪。
進一步的，在需要進行變速時，可以調整輸入太陽輪和輸出太陽輪的齒輪 部分的尺寸，對應的，行星輪組可以采用聯(lián)動的兩組尺寸不同的行星輪組，并 且兩組行星輪組的尺寸分別于輸入太陽輪和輸出太陽輪的尺寸匹配，從而可以 實現(xiàn)變速傳動?；蛘?，行星輪組為兩段式，兩段的尺寸分別與輸入太陽輪和輸 出太陽輪匹配。
進一步的，輸出太陽輪50還可以為輸出太陽輪齒圈，該輸出太陽輪齒圈 嚙合安裝在行星輪組的外圍，并同樣通過光軸部輸出動力。此時，基座的尺寸 可以增加，將輸出太陽輪齒圈封蓋在基座內，而光軸部穿出后基座；或者，基 座尺寸保持不變，而增加固定件，直接將輸出太陽輪齒圈安裝在基座外圍，并保持與伸出基座的行星齒輪的部分嚙合，并增加安裝件，起到支撐輸出太陽輪
齒圈轉動的作用。組裝時，將每一行星齒輪31通過軸承90安裝在基座20內 的支撐柱上；然后將輸入太陽輪40和輸出太陽輪50的齒輪部與行星齒輪31 嚙合，并將兩者的光軸部分別通過前基座21和后基座22上的軸孔穿出，并裝 上軸承90;然后將前基座21和后基座22通過緊固件80固定連接；再將基座 20的安裝部23插入到外殼10的安裝孔，并通過軸承90安裝在安裝孔上，并 將制動片60從外殼10的內側套在輸入太陽輪40的光軸部上，通過緊固件80 將該制動片60緊固安裝在基座20的安裝部23上；最后將制動系統(tǒng)70安裝到 外殼10的安裝孔位上，并對應與制動片60配合，完成整個制動式離合器的組 裝。
當該制動式離合器用于汽車傳動系統(tǒng)時，將外殼10固定安裝在發(fā)動機的 外殼10上，并且將輸入太陽輪40與發(fā)動機的輸出軸固定連接，接入發(fā)動機的 動力；而輸出太陽輪50則與變速箱連接，由輸出太陽輪50帶動變速箱轉動輸 出動力。
該制動式離合器包括三種工作狀態(tài)，通過制動系統(tǒng)70的制動控制制動片 60的轉動狀態(tài)來實現(xiàn)，分別是全連動狀態(tài)、半聯(lián)動狀態(tài)以及分離狀態(tài)。當 然，在一些場合下，也可以只包含兩種工作狀態(tài)，全連動狀態(tài)以及分離狀態(tài)。
全連動狀態(tài)為當制動系統(tǒng)70完全制動制動片60時，由于基座20與制 動片60是固定連接的，基座20同時被完全制動；此時，輸入的動力帶動輸入 太陽輪40轉動，由輸入太陽輪40帶動行星輪組30轉動，由于基座20是固定 不動的，行星輪組30必然會帶動輸出太陽輪50轉動，進而輸出動力。
半聯(lián)動狀態(tài)為當制動系統(tǒng)70未完全制動制動片60，也就是說通過控制 制動系統(tǒng)70的制動壓力，來控制對制動片60的制動力的大小，使得制動片 60未完全剎住，此時，基座20未被完全制動，輸入的動力帶動輸入太陽輪40 轉動，由輸入太陽輪40帶動行星輪組30轉動，此時由于基座20未被完全制 動，仍然可以相對于外殼10轉動，行星輪組30會帶動基座20轉動，而且， 同時在行星齒輪31仍然由足夠的力量帶動輸出太陽輪50轉動，輸出動力，實 現(xiàn)半聯(lián)動。在半聯(lián)動狀態(tài)下，可以通過調整制動系統(tǒng)70的制動力量的大小，來控制聯(lián)動狀態(tài)，進而控制輸出太陽輪50的力矩輸出的大小，來滿足一些場 合的要求，例如汽車起步等。
分離狀態(tài)為當制動系統(tǒng)70不產生制動，松開制動片60時，基座20同 時被松開，此時，輸入太陽輪40帶動行星輪組30轉動，由于基座20未被制 動，可以在行星輪組30帶動下，相對于外殼10轉動；而輸出太陽輪50通常 是與負載連接，而負載(如車身)的重量會比基座20的重量大得多，那么在 負載的限制下輸出太陽輪50就無法轉動，實現(xiàn)了輸入動力與輸出的分離。
權利要求
1、一種制動式離合器，其特征在于，包括固定設置的外殼、可轉動地安裝在所述外殼上的基座、轉動安裝在所述基座內的行星輪組、分別從所述基座兩側伸出并與所述行星輪組嚙合的輸入太陽輪和輸出太陽輪、設置在所述輸入太陽輪的一側的制動片、以及安裝在所述外殼上的制動系統(tǒng)；所述制動片與所述基座固定連接，并由所述制動系統(tǒng)制動控制所述制動片的轉動狀態(tài)。
2、 根據(jù)權利要求1所述的制動式離合器，其特征在于，所述制動式離合 器包括全連動狀態(tài)、半聯(lián)動狀態(tài)以及分離狀態(tài)；所述全連動狀態(tài)為當所述制動系統(tǒng)完全制動所述制動片時，所述基座同 時被完全制動，所述輸入太陽輪帶動所述行星輪組轉動，由所述行星輪組帶動 所述輸出太陽輪轉動，輸出動力；所述半聯(lián)動狀態(tài)為當所述制動系統(tǒng)未完全制動所述制動片，所述基座未 被完全制動，所述輸入太陽輪帶動所述行星輪組轉動，由所述行星輪組帶動所 述輸出太陽輪以及基座同時轉動，實現(xiàn)半聯(lián)動；所述分離狀態(tài)為當所述制動系統(tǒng)松開所述制動片時，所述基座同時被松 開，所述輸入太陽輪帶動所述行星輪組轉動，由所述行星輪組帶動所述基座相 對于所述外殼轉動，而所述輸出太陽輪在負載的限制下無法轉動。
3、 根據(jù)權利要求1所述的制動式離合器，其特征在于，所述制動片與基 座分別設置在所述外殼的兩側；在所述外殼上設有安裝孔，所述基座上設有安裝部；所述安裝部插入并通 過軸承安裝在所述安裝孔上；所述制動片通過緊固件固定安裝在所述安裝部 上。
4、 根據(jù)權利要求3所述的制動式離合器，其特征在于，所述外殼為開口 圓筒狀，其圓周上設有至少一個供所述制動系統(tǒng)安裝的安裝孔位；所述制動系統(tǒng)為可拆除安裝在所述安裝孔位上的液壓制動系統(tǒng)，所述液壓 制動系統(tǒng)包括提供工作壓力工作液的液壓源、與所述液壓源連接的液壓分泵、 以及由所述液壓分泵帶動對所述制動片進行制動的剎車卡鉗。
5、 根據(jù)權利要求3所述的制動式離合器，其特征在于，所述基座包括通 過緊固件結合的前基座和后基座；所述前基座上和制動片上設有供所述輸入太陽輪的光軸部穿過的軸孔，所 述輸入太陽輪的光軸部通過軸承安裝在所述前基座的軸孔上；所述后基座上設有供所述輸出太陽輪的光軸部穿出的軸孔，并且所述輸出 太陽輪的光軸部通過軸承安裝在所述后基座的軸孔上。
6、 根據(jù)權利要求5所述的制動式離合器，其特征在于，所述基座內固定 設有多個支撐軸，所述行星輪組通過軸承安裝在所述支撐軸上；所述基座的側 壁設有供所述行星輪組部分伸出的缺口 。
7、 根據(jù)權利要求5所述的制動式離合器，其特征在于，所述行星輪組的 每一行星齒輪的厚度大于或等于所述輸入太陽輪和輸出太陽輪的齒輪部的厚 度之和。
8、 根據(jù)權利要求1-7任一項所述的制動時離合器，其特征在于，所述輸 入太陽輪與輸出太陽輪的軸線在同一軸線上，并位于所述行星輪組的軸芯位 置；所述輸入太陽輪和輸出太陽輪的尺寸不同，對應的，所述行星輪組包括聯(lián) 動的兩組尺寸不同的行星輪組，并且所述兩組行星輪組的尺寸分別于輸入太陽 輪和輸出太陽輪的尺寸匹配；或者，所述行星輪組為兩段式，兩段的尺寸分別 與所述輸入太陽輪和輸出太陽輪匹配。
9、 一種汽車傳動系統(tǒng)，包括發(fā)動機以及變速箱，其特征在于，還包括權 利要求1-8任一項所述的制動式離合器；所述制動式離合器的輸入太陽輪與所 述發(fā)動機連接，接入所述發(fā)動機的動力；所述輸出太陽輪與所述變速箱連接， 驅動所述變速箱。
10、 根據(jù)權利要求9所述的汽車傳動系統(tǒng)，其特征在于，所述制動式離合 器的外殼固定安裝在所述發(fā)動機上，并且所述制動片設置在所述外殼內側，所 述基座設置在所述外殼遠離所述發(fā)動機的一側。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制動式離合器，可應用于汽車傳動系統(tǒng)中，安裝在發(fā)動機和變速箱之間。該離合器包括固定設置的外殼、可轉動地安裝在所述外殼上的基座、轉動安裝在所述基座內的行星輪組、分別從所述基座兩側伸出并與所述行星輪組嚙合的引入動力的輸入太陽輪和連接負載的輸出太陽輪、設置在所述輸入太陽輪的一側的制動片、以及安裝在所述外殼上的制動系統(tǒng)；所述制動片與所述基座固定連接，并由所述制動系統(tǒng)制動控制所述制動片的轉動狀態(tài)。通過制動系統(tǒng)對制動片進行制動或松開，來控制基座的轉動與否，從而控制輸出太陽輪的轉動與否，無需使用現(xiàn)有技術的摩擦片、壓盤等機構，從而避免了現(xiàn)有技術的易磨損、可靠性差的缺點，具有摩擦小、可靠性高的優(yōu)點。
文檔編號F16D67/00GK101526117SQ20091010674
公開日2009年9月9日 申請日期2009年4月20日 優(yōu)先權日2009年4月20日
發(fā)明者周輝林 申請人:周輝林