專利名稱：自動補償離合器及其實現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車的離合器。
背景技術(shù)：
離合器位于汽車的發(fā)動機和變速箱之間，并通常與發(fā)動機曲軸飛輪安裝在一起， 離合器的輸出軸就是變速箱的輸入軸。汽車從起步到行駛的過程中，駕駛員可根據(jù)需要踩下或松開離合器踏板，使發(fā)動機與變速箱分離或接合，以切斷或傳遞發(fā)動機向變速箱輸入的動力。根據(jù)轉(zhuǎn)矩傳動方式的不同，汽車離合器分為摩擦式離合器、電磁離合器、液力偶合器，其中摩擦式離合器又分為干式和濕式兩種。干式摩擦式離合器普遍應(yīng)用于手動變速箱(Manual Transmission,簡稱MT)、機械式自動變速箱(Automated Mechanical Transmission，簡稱AMT)和雙離合器變速箱(Dual Clutch Transmission,簡禾爾 DCT)。請參閱圖la，現(xiàn)有的干式摩擦式離合器主要包括摩擦片5、壓盤30和膜片彈簧2。 其中，摩擦片5是一個損耗部件，用來與飛輪6接觸或分離，接觸時跟隨飛輪6 —起轉(zhuǎn)動，分離時不轉(zhuǎn)動。膜片彈簧2的中間一點固定于一個固定點20，其一端加與分離軸承相接觸， 另一端沘則固定在壓盤30上。請參閱圖la，這是摩擦片5未磨損時、離合器踏板松開的示意圖。此時分離軸承對膜片彈簧2的一端加沒有作用力，膜片彈簧2的另一端2b擠壓壓盤30，從而將摩擦片5 壓緊在飛輪6上，離合器傳遞轉(zhuǎn)矩。請參閱圖lb，這是摩擦片5未磨損時、離合器踏板被踩下的示意圖。圖中虛線表示離合器踏板松開時膜片彈簧2的位置，實線表示離合器踏板踩下時膜片彈簧2的位置。此時分離軸承擠壓膜片彈簧2的一端2a，由于膜片彈簧2的中間一點位置固定在固定點20處， 因而膜片彈簧2的另一端2b向圖Ib中的右方翹起，并帶動壓盤30向右運動，使得壓盤30 與摩擦片5之間、及摩擦片5與飛輪6之間無壓緊力的作用，從而無摩擦力的作用，離合器不傳遞扭。請參閱圖2，這是摩擦片5磨損后、離合器踏板松開的示意圖。圖中虛線表示摩擦片5未磨損時膜片彈簧2的位置，實線表示摩擦片5磨損后膜片彈簧2的位置。由于摩擦片5的厚度變薄，使得壓盤30和膜片彈簧2的另一端2b均向摩擦片5的方向有位移。由于膜片彈簧2的中間一點位置固定在固定點20處，因而膜片彈簧2的一端加會向圖2中的右方翹起。通常膜片彈簧2的中間固定點距離壓盤30的力臂小于距離分離軸承的力臂， 例如為1 3。因此只要摩擦片5具有磨損，膜片彈簧2的一端加向右方翹起的距離總是大于摩擦片5所磨損掉的厚度；即隨著摩擦片5的不斷磨損，膜片彈簧2的一端加的位置將不斷向右方翹起。一旦踩下離合器踏板，位于離合器踏板和分離軸承之間的執(zhí)行機構(gòu)會給分離軸承一個作用力，使得分離軸承擠壓膜片彈簧2的一端加。但是當(dāng)摩擦片5磨損后，膜片彈簧2的一端加的位置已經(jīng)發(fā)生了變化，此時需要根據(jù)膜片彈簧2的一端加的位置調(diào)整分離軸承的位置，以保證離合器完全結(jié)合時分離軸承沒有產(chǎn)生對膜片彈簧壓緊力有影響的作用力。因為摩擦片的磨損，膜片彈簧發(fā)生形變，導(dǎo)致離合器的分離力發(fā)生變化。通常是摩擦片磨損后，離合器的分離力增大。這樣使用與未磨損時同樣大小的分離力已經(jīng)不能完全使離合器分離。為改善由于摩擦片磨損而導(dǎo)致的上述問題，現(xiàn)有的各種變速箱都有解決方案。手動變速箱的通常做法是每隔一定時間調(diào)整一次所述執(zhí)行機構(gòu)的固定點位置，這樣可以解決膜片彈簧2的一端加的位置發(fā)生變化的問題，但無法調(diào)整分離力的大小。機械式自動變速箱則通常采用自調(diào)節(jié)推桿來適應(yīng)膜片彈簧2的一端加的位置，輔以加大最大分離力。例如，摩擦片5未磨損時分離軸承輸出作用力為Fl可滿足摩擦片5和飛輪6相分離，摩擦片5接近完全磨損時分離軸承輸出作用力為F2可滿足摩擦片5和飛輪 6相分離，F(xiàn)2 >F1。那么機械式自動變速箱將調(diào)整所述執(zhí)行機構(gòu)輸出的作用力始終為F2。 這種方案的缺點是在所述執(zhí)行機構(gòu)中增加自調(diào)節(jié)推桿使得結(jié)構(gòu)復(fù)雜，還會降低整個執(zhí)行機構(gòu)的可靠性。加大離合器執(zhí)行機構(gòu)的最大分離力提高了對執(zhí)行機構(gòu)的要求，同時提高了整車能耗。雙離合器變速箱或者在所述執(zhí)行機構(gòu)中采用自動補償手段，或者在所述執(zhí)行機構(gòu)中加入自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)手段。無論哪種解決方案都存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、控制難度大的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種離合器，其可以保持受壓部的位置、分離力的大小不變，從而提高離合器的控制性能。為此，本發(fā)明還要提供所述自動補償離合器的實現(xiàn)方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明自動補償離合器包括——殼體，呈倒扣的碗狀，固定在飛輪上，殼體的頂面具有孔，殼體和飛輪之間形成第一腔體；——膜片彈簧，呈圓盤狀，位于所述第一腔體中；膜片彈簧的受壓端凸出于殼體頂面孔之外，膜片彈簧的中間部位固定在殼體上。膜片彈簧的另一端與副壓盤相連接；——副壓盤，呈倒扣的圓筒狀，位于所述第一腔體中；副壓盤的側(cè)壁具有一個或多個徑向向內(nèi)凸起的部分，該內(nèi)凸部的內(nèi)壁與飛輪之間成銳角；副壓盤和飛輪之間形成第二腔體；——主壓盤，位于所述第二腔體中；主壓盤的頂面與副壓盤的頂面之間固定有一個或多個壓緊彈簧；主壓盤的側(cè)面上包括有一個或多個平面部分，該側(cè)平面與飛輪之間成直角；該主壓盤側(cè)平面的數(shù)量和位置均與副壓盤側(cè)壁內(nèi)凸部相對應(yīng)；——摩擦片，位于所述第二腔體中，在飛輪與主壓盤之間；——滾柱底盤，位于所述第二腔體中，且在副壓盤側(cè)壁內(nèi)凸部與主壓盤側(cè)平面之間；——滾柱，為具有圓滑側(cè)壁的柱狀結(jié)構(gòu)，位于所述第二腔體中，在滾柱底盤之上， 且在副壓盤側(cè)壁內(nèi)凸部和主壓盤側(cè)平面之間；
——滾柱頂盤，位于所述第二腔體中，且在滾柱之上；在滾柱頂盤和副壓盤頂面之間固定有一個或多個滾柱復(fù)位彈簧。所述自動補償離合器的實現(xiàn)方法為離合器踏板完全松開時，分離軸承對膜片彈簧的一端沒有作用力，膜片彈簧的另一端擠壓副壓盤，將副壓盤緊壓在飛輪上；在壓緊彈簧的彈性力作用下，主壓盤緊壓摩擦片，摩擦片緊壓飛輪，離合器傳遞轉(zhuǎn)矩；當(dāng)踩下離合器踏板，分離軸承擠壓膜片彈簧的一端，膜片彈簧的另一端向上翹起并帶動副壓盤向上抬升，副壓盤與飛輪之間出現(xiàn)間隙；在壓緊彈簧的彈性力作用下，主壓盤仍然緊壓摩擦片，摩擦片緊壓飛輪，離合器傳遞轉(zhuǎn)矩；隨著離合器踏板被繼續(xù)踩下，滾柱與副壓盤側(cè)壁內(nèi)凸部、主壓盤側(cè)平面之間均產(chǎn)生作用力并不斷增大；當(dāng)向上的作用力足以克服壓緊彈簧和滾柱復(fù)位彈簧的彈性力時，副壓盤、滾柱和主壓盤在膜片彈簧的帶動下一起向上運動，從而使主壓盤和摩擦片相分離，離合器不傳遞轉(zhuǎn)矩；當(dāng)松開離合器踏板，分離軸承對膜片彈簧的一端的作用力減小，膜片彈簧的另一端向下運動，帶動副壓盤也隨之向下運動；當(dāng)主壓盤接觸到摩擦片后因受到摩擦片阻力的作用，主壓盤向下運動的速度減??；繼續(xù)放松離合器踏板，副壓盤繼續(xù)向下運動，在此過程中副壓盤側(cè)壁內(nèi)凸部給予滾柱的支撐力開始減小，滾柱與主壓盤側(cè)平面間的壓力也開始減小，當(dāng)滾柱與主壓盤側(cè)平面間的摩擦力小于壓緊彈簧的彈力時，主壓盤在壓緊彈簧彈力作用下逐漸壓緊到摩擦片上，離合器開始傳遞扭矩；隨著離合器踏板繼續(xù)放松，副壓盤與滾柱繼續(xù)向下運動，當(dāng)滾柱接觸到滾柱底盤后滾柱停止運動，副壓盤繼續(xù)向下運動，此后副壓盤側(cè)壁內(nèi)凸部與滾柱間的接觸力減小為零；當(dāng)離合器踏板完全放松后，副壓盤最終壓緊到飛輪上，完成離合器結(jié)合過程。本發(fā)明自動補償離合器及其實現(xiàn)方法可有效解決普通的干式摩擦式離合器所普遍存在的因摩擦片磨損而造成的離合器受壓部位置變化的問題，及膜片彈簧特性曲線變化導(dǎo)致分離力變化的問題，可使離合器在整個壽命期內(nèi)保持一致的特性。并且本發(fā)明采用機械結(jié)構(gòu)設(shè)計，無需采用復(fù)雜的控制策略，也不會降低離合器控制的可靠性，從而提高了整車的穩(wěn)定性。


圖Ia是現(xiàn)有的干式摩擦式離合器在摩擦片未磨損且離合器踏板松開時離合器的示意圖；圖Ib是現(xiàn)有的干式摩擦式離合器在摩擦片未磨損且離合器踏板踩下時離合器的示意圖；圖2是現(xiàn)有的干式摩擦式離合器在摩擦片磨損后且離合器踏板松開時離合器的示意圖；圖3是本發(fā)明自動補償離合器在摩擦片未磨損且離合器踏板松開時的示意圖；圖4a、圖4b、圖4c、圖4(1、圖如分別是圖3中殼體、膜片彈簧、副壓盤、主壓盤、滾柱底盤的示意圖；圖5是圖3的滾柱周邊的局部放大示意圖6是本發(fā)明自動補償離合器在摩擦片未磨損且離合器踏板剛踩下時的示意圖；圖7是圖6的滾柱周邊的局部放大示意圖；圖8是本發(fā)明自動補償離合器在摩擦片未磨損且離合器踏板繼續(xù)踩下時的示意圖；圖9是圖8的滾柱周邊的局部放大示意圖；圖10是本發(fā)明自動補償離合器在摩擦片磨損后且離合器踏板松開時的示意圖。圖中附圖標(biāo)記說明1為殼體；11為殼體頂面；111為殼體頂面孔；112為殼體頂面固定點；12為殼體環(huán)形端面；13為殼體圓弧側(cè)壁；2為膜片彈簧；加為膜片彈簧與分離軸承相接觸的一端；2b為膜片彈簧固定在壓盤上的一端；20為固定膜片彈簧中間部位的固定點；21為膜片彈簧分離指；211為受壓部；212為第一連接部；213為第二連接部；22為膜片彈簧圓弧側(cè)壁；30為壓盤；3為副壓盤；31為副壓盤頂面；311為副壓盤頂面第一下凸臺；312為副壓盤頂面第二下凸臺；32為副壓盤側(cè)壁；321為副壓盤側(cè)壁內(nèi)凸部；322為副壓盤側(cè)壁凹槽；4為主壓盤；40 為壓緊彈簧；41為主壓盤頂面；410為主壓盤頂面上凸臺；42為主壓盤底面；43為主壓盤側(cè)平面；44為主壓盤側(cè)凸部；441為主壓盤第二側(cè)凸部下凹槽；5為摩擦片；6為飛輪；7為滾柱底盤；71為滾柱底盤上凸臺；8為滾柱；9為滾柱頂盤；90為滾柱復(fù)位彈簧；91為滾柱頂盤上凸臺。
具體實施例方式請參閱圖3，本發(fā)明自動補償離合器包括——殼體1，呈倒扣的碗狀，固定在飛輪6上，在殼體1和飛輪6之間形成第一腔體。在殼體1的頂面11具有孔111?！て瑥椈?，呈圓盤狀，位于所述第一腔體中。膜片彈簧2的受壓端加凸出于殼體頂面孔111之外，用來和分離軸承相接觸。膜片彈簧2的中間部位固定在殼體1上。 膜片彈簧2的另一端2b與副壓盤3相連接。膜片彈簧2相當(dāng)于一個杠桿，當(dāng)其受壓端加被壓下時，其另一端2b會向殼體頂面11的方向抬升?！眽罕P3，呈倒扣的圓筒狀，位于所述第一腔體中。在副壓盤3和飛輪6之間形成第二腔體，第二腔體在所述第一腔體內(nèi)。副壓盤3的側(cè)壁32具有一個或多個徑向向內(nèi)凸起的部分321，該內(nèi)凸部321的內(nèi)壁與飛輪6之間形成銳角?！鲏罕P4，位于所述第二腔體中。主壓盤4的頂面41與副壓盤3的頂面31之間固定有一個或多個壓緊彈簧40。主壓盤4的側(cè)面上包括有一個或多個平面部分43。主壓盤側(cè)平面43與飛輪10之間成直角。—摩擦片5，位于所述第二腔體中，位于飛輪6與主壓盤4之間；——滾柱底盤7，位于所述第二腔體中，且在副壓盤側(cè)壁內(nèi)凸部321與主壓盤側(cè)平面43之間?！獫L柱8，為具有圓滑側(cè)壁的柱狀結(jié)構(gòu)，例如為圓柱體、橢圓柱體等。其對底面無要求，只要求側(cè)壁為圓滑形貌即可。滾柱8位于所述第二腔體中，在滾柱底盤7之上，且在副壓盤側(cè)壁內(nèi)凸部321和主壓盤側(cè)平面43之間?！獫L柱頂盤9，位于所述第二腔體中，且在滾柱8之上。在滾柱頂盤9和副壓盤頂面31之間固定有一個或多個滾柱復(fù)位彈簧90。請參閱圖4a，這是一個殼體1的具體實施例，包括有頂面11(相當(dāng)于碗底)、環(huán)形端面12 (相當(dāng)于碗的邊沿)與連接兩者的圓弧形側(cè)壁13 (相當(dāng)于碗的側(cè)壁)。在殼體頂面 11上具有一個鏤空的孔111。所述環(huán)形端面12固定在飛輪6上，從而使得整個殼體1固定在飛輪6上且在兩者之間形成有第一腔體。優(yōu)選地，在殼體頂面11上還具有多個固定點112用于固定膜片彈簧2的中間部位。請參閱圖4b，這是用一個膜片彈簧2的具體實施例，該實施例是用薄彈簧鋼板制成的帶有錐度的壓緊彈簧。其包括有分離指21和圓弧形側(cè)壁22。所述分離指21由多個徑向排列的細(xì)長條組成，每個細(xì)長條包括受壓部211、第一連接部212、第二連接部213。其中，受壓部211和第二連接部213分別在第一連接部212的兩側(cè)，受壓部211和第一連接部 212凸出于殼體頂面孔111之外，第二連接部213連接圓弧形側(cè)壁22。所述受壓部211就是膜片彈簧2與分離軸承相接觸的一端2a，而圓弧形側(cè)壁22的端面就是膜片彈簧2連接副壓盤3的另一端2b。膜片彈簧2的中間部位固定在殼體1上，從而將整個膜片彈簧2構(gòu)成一個支點固定的杠桿結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，膜片彈簧2的中間部位固定在殼體頂面固定點112處。優(yōu)選地，膜片彈簧2的中間部位為其圓弧形側(cè)壁22靠近第二連接部213處。請參閱圖4c，這是一個副壓盤3的具體實施例。其包括有頂面31與側(cè)壁32。在副壓盤側(cè)壁32的內(nèi)壁具有一個或多個徑向向內(nèi)凸起的內(nèi)凸部321，該內(nèi)凸部321的內(nèi)壁與飛輪6之間呈銳角。優(yōu)選地，副壓盤側(cè)壁內(nèi)凸部321相對于副壓盤3的軸呈現(xiàn)為對稱設(shè)計，例如在副壓盤側(cè)壁32上均勻設(shè)置兩個、三個、四個、……內(nèi)凸部321。優(yōu)選地，在副壓盤頂面31的內(nèi)壁具有第一下凸臺311，用于固定壓緊彈簧40。優(yōu)選地，在副壓盤頂面31的內(nèi)壁具有第二下凸臺312，用于固定滾柱復(fù)位彈簧90。優(yōu)選地，在副壓盤側(cè)壁32的內(nèi)壁還具有一個或多個凹槽322。請參閱圖4d，這是一個主壓盤4的具體實施例。其包括有頂面41、底面42和側(cè)面。 主壓盤4的側(cè)面包括有一個或多個平面部分稱為側(cè)平面43，其數(shù)量和位置均與副壓盤側(cè)壁內(nèi)凸部321相對應(yīng)。該側(cè)平面43與飛輪6之間成直角。主壓盤側(cè)平面43可以是主壓盤4 的側(cè)面上所具有的徑向向外的凸出部的外壁(如圖4d所示)，也可以是主壓盤4的側(cè)面的圓滑過渡的一部分(未圖示)。優(yōu)選地，在主壓盤頂面41上具有一個或多個上凸臺411，用于固定壓緊彈簧40。每個壓緊彈簧40就固定在副壓盤頂面第一下凸臺311和主壓盤頂面上凸臺411之間。優(yōu)選地，在主壓盤4的側(cè)面上還具有一個或多個徑向向外的凸起結(jié)構(gòu)稱為側(cè)凸部 44，其數(shù)量和位置均與副壓盤側(cè)壁凹槽322相對應(yīng)。通過副壓盤側(cè)壁凹槽322與主壓盤側(cè)凸部44相配合，使得副壓盤3和主壓盤4之間不存在相對轉(zhuǎn)動。顯然為了保證副壓盤3和主壓盤4之間一起轉(zhuǎn)動有多種設(shè)計方式，這里給出的凹凸配合的設(shè)計僅為一種示例。優(yōu)選地，在主壓盤側(cè)凸部44的底部具有凹槽441，用來容納環(huán)形的滾柱底盤7。請參閱圖如，這是一個滾柱底盤7的具體實施例。其整體呈環(huán)形結(jié)構(gòu)，主壓盤側(cè)凸部44底部的凹槽441就是為了容納該環(huán)形的滾柱底盤7。該滾柱底盤7的頂面上具有一個或多個上凸臺71，其數(shù)量和位置均與副壓盤側(cè)壁內(nèi)凸部321相對應(yīng)?？商鎿Q地，上凸臺71 也可以是滾柱底盤7的圓滑過渡的一部分(未圖示)?？商鎿Q地，滾柱底盤7也可以為一個或多個相互分離的結(jié)構(gòu)，例如長方體結(jié)構(gòu)等， 其數(shù)量和位置均與滾柱8相對應(yīng)。每個分離結(jié)構(gòu)的滾柱底盤7都固定在滾柱8下方的飛輪 6上。與之類似，滾柱頂盤9也可以是一個環(huán)形結(jié)構(gòu)，或者是一個或多個相互分離的結(jié)構(gòu)。如圖3所示，優(yōu)選地，在滾柱頂盤9的頂面上具有一個或多個上凸臺91，用于固定滾柱復(fù)位彈簧90。每個滾柱復(fù)位彈簧90就固定在副壓盤頂面第二下凸臺312和滾柱頂盤上凸臺91之間?？商鎿Q地，滾柱8與滾柱頂盤9可以合成為一個零件。請參閱圖5，這是圖3中滾柱周邊的局部放大示意圖。以一個滾柱8為例，其下方為滾柱底盤7，其上方為滾柱頂盤9。在滾柱復(fù)位彈簧90的彈性力作用下，滾柱頂盤9緊壓滾柱8，滾柱8緊壓滾柱底盤7，滾柱底盤7緊壓飛輪6。滾柱8的兩側(cè)分別是副壓盤側(cè)壁內(nèi)凸部321和主壓盤側(cè)平面43，副壓盤側(cè)壁內(nèi)凸部321和主壓盤側(cè)平面43之間形成了上寬下窄的空間形狀。本發(fā)明所述的自動補償離合器的工作原理如下詳述。請參閱圖3和圖5，這是本發(fā)明所述的自動補償離合器在摩擦片5未磨損時、離合器踏板松開的示意圖。此時分離軸承對膜片彈簧2的一端加沒有作用力，膜片彈簧2的另一端2b擠壓副壓盤3，從而將副壓盤3緊壓在飛輪6上。在壓緊彈簧40的彈性力作用下， 主壓盤4緊壓摩擦片5，摩擦片5緊壓飛輪6，離合器傳遞轉(zhuǎn)矩。此時滾柱8與其兩側(cè)的副壓盤側(cè)壁內(nèi)凸部321、主壓盤側(cè)平面43之間均沒有作用力。請參閱圖6和圖7，這是本發(fā)明所述的自動補償離合器在摩擦片5未磨損時、離合器踏板剛被踩下的示意圖。圖7是圖6中滾柱周邊的局部放大示意圖。此時分離軸承擠壓膜片彈簧2的一端2a，由于膜片彈簧2的中間部位固定在殼體1上，因而膜片彈簧2的另一端2b向圖6中的上方翹起，并帶動副壓盤3向上抬升，副壓盤3與飛輪6之間出現(xiàn)間隙。 在壓緊彈簧40的彈性力作用下，主壓盤4仍然緊壓摩擦片5，摩擦片5緊壓飛輪6，離合器傳遞轉(zhuǎn)矩。此時滾柱8與其兩側(cè)的副壓盤側(cè)壁內(nèi)凸部321、主壓盤側(cè)平面43之間仍沒有作用力。請參閱圖8和圖9，這是本發(fā)明所述的自動補償離合器在摩擦片5未磨損時、離合器踏板被繼續(xù)踩下的示意圖。圖9是圖8中滾柱周邊的局部放大示意圖。當(dāng)副壓盤3在膜片彈簧2的帶動下向上移動了 Ll的距離后，在滾柱復(fù)位彈簧90的彈性力作用下，滾柱8與副壓盤側(cè)壁內(nèi)凸部321、主壓盤側(cè)平面43之間均產(chǎn)生作用力。具體而言，由于滾柱復(fù)位彈簧 90將滾柱8往圖9中的下方擠壓，在副壓盤側(cè)壁內(nèi)凸部321與滾柱8之間就產(chǎn)生了支撐力 N，該支撐力N的方向垂直于副壓盤側(cè)壁內(nèi)凸部321的內(nèi)壁。該支撐力N可以分解為水平方向徑向向內(nèi)的分力m和垂直方向向上的分力N2。在徑向向內(nèi)的分力m的作用下，副壓盤側(cè)壁內(nèi)凸部321擠壓滾柱8，滾柱8擠壓主壓盤側(cè)平面43，從而在兩個接觸面上都產(chǎn)生向上的摩擦力，且這兩個摩擦力的大小都隨著徑向向內(nèi)的分力m的加大而變大。由于副壓盤側(cè)壁內(nèi)凸部321的內(nèi)壁與主壓盤側(cè)平面43之間形成了一個上寬下窄的空間形狀，因此隨著離合器踏板被繼續(xù)踩下，副壓盤側(cè)壁內(nèi)凸部321與主壓盤側(cè)平面43給予滾柱8的作用力(包括兩個接觸面上的與接觸面平行的摩擦力、所述支撐力N)不斷增大。當(dāng)該作用力的向上分量足以克服滾柱復(fù)位彈簧90的彈性力時，滾柱8離開滾柱底盤7向上運動。接著當(dāng)滾柱8 給予主壓盤側(cè)平面43的向上的摩擦力不斷增大到足以克服壓緊彈簧40的彈性力時，主壓盤4也將向上運動，從而使主壓盤4和摩擦片5相分離，離合器不傳遞轉(zhuǎn)矩。假設(shè)副壓盤3與飛輪6之間的間隙距離為Ll時，滾柱8與其兩側(cè)的副壓盤側(cè)壁內(nèi)凸部321、主壓盤側(cè)平面43之間剛剛產(chǎn)生作用力。此時離合器踏板還可以繼續(xù)踩下，主壓盤 4仍緊壓摩擦片5。假設(shè)副壓盤3與飛輪6之間的間隙距離為L3時，是離合器踏板踩到底的狀態(tài)，此時主壓盤4與摩擦片5之間的間隙距離為L2，顯然L3 > L2。本發(fā)明所述的自動補償離合器在摩擦片5未磨損時、逐漸松開離合器踏板的過程與圖6 圖9所示過程相反，如下所述剛開始松開離合器踏板時，分離軸承對膜片彈簧2的一端加的作用力開始減小， 膜片彈簧2的另一端2b開始向圖8中的下方運動，帶動副壓盤3也隨之向下運動。副壓盤 3與飛輪6之間的距離從L3開始減小。當(dāng)主壓盤4接觸到摩擦片5后因受到摩擦片5阻力的作用，主壓盤4向下運動的速度減小。繼續(xù)放松離合器踏板，副壓盤3繼續(xù)向下運動， 在此過程中副壓盤側(cè)壁內(nèi)凸部321給予滾柱8的支撐力N開始減小，滾柱8與主壓盤側(cè)平面43間的壓力也開始減小，當(dāng)滾柱8與主壓盤側(cè)平面43間由于壓力而產(chǎn)生的摩擦力小于壓緊彈簧40的彈力時，主壓盤4在壓緊彈簧40的彈力作用下逐漸壓緊到摩擦片5上，離合器開始傳遞扭矩。隨著離合器踏板繼續(xù)放松，副壓盤3與滾柱8繼續(xù)向下運動，當(dāng)滾柱8接觸到滾柱底盤7后，滾柱8停止運動，副壓盤3繼續(xù)向下運動，副壓盤3與飛輪6之間的距離將逐漸減小為Li。此后副壓盤側(cè)壁內(nèi)凸部321與滾柱8間的接觸力減小為零。當(dāng)離合器踏板完全放松后，副壓盤3最終壓緊到飛輪6上，完成離合器結(jié)合過程。請參閱圖10，這是本發(fā)明所述的自動補償離合器在摩擦片5磨損后、離合器踏板松開的示意圖。此時分離軸承對膜片彈簧2的一端加沒有作用力，膜片彈簧2的另一端2b 擠壓副壓盤3，從而將副壓盤3緊壓在飛輪6上。雖然摩擦片5較未磨損時的厚度變薄，但是在壓緊彈簧40的彈性力作用下，主壓盤4仍然緊壓摩擦片5，摩擦片5緊壓飛輪6，離合器傳遞轉(zhuǎn)矩。此時滾柱8與其兩側(cè)的副壓盤側(cè)壁內(nèi)凸部321、主壓盤側(cè)平面43之間均沒有作用力。本發(fā)明所述的自動補償離合器在摩擦片5磨損后、離合器踏板剛踩下過程、繼續(xù)踩下過程、剛松開過程、繼續(xù)松開過程則與摩擦片5未磨損時完全一致?，F(xiàn)有的干式摩擦式離合器之所以會產(chǎn)生受壓部加的位置、分離力大小不斷變化的情況，是由于膜片彈簧2的彈性狀態(tài)會隨著摩擦片5的磨損而發(fā)生變化。本發(fā)明所述的的自動補償離合器保證了摩擦片5磨損前后膜片彈簧2的彈性狀態(tài)均保持一致，因此保證了離合器的受壓部加的位置、分離力大小不變，達(dá)到了自動補償?shù)男Ч＿@是由于本發(fā)明所述的自動補償離合器包括兩套力傳遞系統(tǒng)。第一力傳遞系統(tǒng)是對外的，表現(xiàn)為垂直方向，由膜片彈簧2和副壓盤3組成，其中不存在磨損部件，因而對外的受力點、受力大小可保持不變。第二力傳遞系統(tǒng)是對內(nèi)的，又包括兩條力傳遞途徑。第一力CN 102537110 A傳遞途徑是垂直的，由壓緊彈簧40、主壓盤4和摩擦片5組成，壓緊彈簧40在離合器踏板松開狀態(tài)下可自適應(yīng)摩擦片5的磨損變化。第二力傳遞途徑包括水平和垂直兩部分，由滾柱復(fù)位彈簧90、滾柱頂盤9、滾柱8、滾柱底盤7、副壓盤側(cè)壁內(nèi)凸部321和主壓盤側(cè)平面43組成。而副壓盤內(nèi)凸部321的內(nèi)壁相對于飛輪6而言是斜面，主壓盤側(cè)平面43相對于飛輪6 而言是垂直面，兩者組成的上寬下窄的空間形狀與滾柱8的組合用來承擔(dān)離合器踏板踩下的處理過程，而不受摩擦片5是否磨損的影響。 以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并不用于限定本發(fā)明。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種自動補償離合器，其特征是，包括——殼體，呈倒扣的碗狀，固定在發(fā)動機飛輪上，殼體的頂面具有孔，殼體和飛輪之間形成第一腔體；——膜片彈簧，呈圓盤狀，位于所述第一腔體中；膜片彈簧的受壓端凸出于殼體頂面孔之外，膜片彈簧的中間部位固定在殼體上。膜片彈簧的另一端與副壓盤相連接；——副壓盤，呈倒扣的圓筒狀，位于所述第一腔體中；副壓盤的側(cè)壁具有一個或多個徑向向內(nèi)凸起的部分，該內(nèi)凸部的內(nèi)壁與飛輪之間成銳角；副壓盤和飛輪之間形成第二腔體；——主壓盤，位于所述第二腔體中；主壓盤的頂面與副壓盤的頂面之間固定有一個或多個壓緊彈簧；主壓盤的側(cè)面上包括有一個或多個平面部分，該側(cè)平面與飛輪之間成直角； 該主壓盤側(cè)平面的數(shù)量和位置均與副壓盤側(cè)壁內(nèi)凸部相對應(yīng)； ——摩擦片，位于所述第二腔體中，位于主壓盤與飛輪之間； ——滾柱底盤，位于所述第二腔體中，且在副壓盤側(cè)壁內(nèi)凸部與主壓盤側(cè)平面之間； ——滾柱，為具有圓滑側(cè)壁的柱狀結(jié)構(gòu)，位于所述第二腔體中，在滾柱底盤之上，且在副壓盤側(cè)壁內(nèi)凸部和主壓盤側(cè)平面之間；——滾柱頂盤，位于所述第二腔體中，且在滾柱之上；在滾柱頂盤和副壓盤頂面之間固定有一個或多個滾柱復(fù)位彈簧。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動補償離合器，其特征是，滾柱兩側(cè)的副壓盤側(cè)壁內(nèi)凸部和主壓盤側(cè)平面之間形成上寬下窄的空間形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動補償離合器，其特征是，所述副壓盤側(cè)壁內(nèi)凸部具有多個，相對于副壓盤的軸成均勻?qū)ΨQ分布。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動補償離合器，其特征是，所述副壓盤側(cè)壁還具有一個或多個凹槽，主壓盤側(cè)面還具有一個或多個凸起部，該主壓盤側(cè)凸部的數(shù)量、形狀和位置均與該副壓盤側(cè)壁凹槽相對應(yīng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動補償離合器，其特征是，所述滾柱底盤呈環(huán)形；或者所述滾柱底盤的數(shù)量與滾柱相同，固定在每個滾柱下方的飛輪上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動補償離合器，其特征是，所述滾柱頂盤呈環(huán)形；或者所述滾柱頂盤的數(shù)量與滾柱相同，固定在滾柱復(fù)位彈簧底部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動補償離合器，其特征是，所述滾柱頂盤在滾柱復(fù)位彈簧作用力下始終緊壓到滾柱表面上。
8.如權(quán)利要求1所述的自動補償離合器的實現(xiàn)方法，其特征是，離合器踏板完全松開時，分離軸承對膜片彈簧的一端沒有作用力，膜片彈簧的另一端擠壓副壓盤，將副壓盤緊壓在飛輪上；在壓緊彈簧的彈性力作用下，主壓盤緊壓摩擦片，摩擦片緊壓飛輪，離合器傳遞轉(zhuǎn)矩；當(dāng)踩下離合器踏板，分離軸承擠壓膜片彈簧的一端，膜片彈簧的另一端向上翹起并帶動副壓盤向上抬升，副壓盤與飛輪之間出現(xiàn)間隙；在壓緊彈簧的彈性力作用下，主壓盤仍然緊壓摩擦片，摩擦片緊壓飛輪，離合器傳遞轉(zhuǎn)矩；隨著離合器踏板被繼續(xù)踩下，滾柱與副壓盤側(cè)壁內(nèi)凸部、主壓盤側(cè)平面之間均產(chǎn)生作用力并不斷增大；當(dāng)向上的作用力足以克服壓緊彈簧和滾柱復(fù)位彈簧的彈性力時，副壓盤、滾柱和主壓盤在膜片彈簧的帶動下一起向上運動，從而使主壓盤和摩擦片相分離，離合器不傳遞轉(zhuǎn)矩；當(dāng)松開離合器踏板，分離軸承對膜片彈簧的一端的作用力減小，膜片彈簧的另一端向下運動，帶動副壓盤也隨之向下運動；當(dāng)主壓盤接觸到摩擦片后因受到摩擦片阻力的作用， 主壓盤向下運動的速度減小，繼續(xù)放松離合器踏板，副壓盤繼續(xù)向下運動，在此過程中副壓盤側(cè)壁內(nèi)凸部給予滾柱的支撐力開始減小，滾柱與主壓盤側(cè)平面間的壓力也開始減小，當(dāng)滾柱與主壓盤側(cè)平面間的壓力產(chǎn)生的摩擦力小于壓緊彈簧的彈力時，主壓盤在壓緊彈簧彈力作用下逐漸壓緊到摩擦片上，離合器開始傳遞扭矩；隨著離合器踏板繼續(xù)放松，副壓盤與滾柱繼續(xù)向下運動，當(dāng)滾柱接觸到滾柱底盤后滾柱停止運動，副壓盤繼續(xù)向下運動，此后副壓盤側(cè)壁內(nèi)凸部與滾柱間的接觸力減小為零；當(dāng)離合器踏板完全放松后，副壓盤最終壓緊到飛輪上，完成離合器結(jié)合過程。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的自動補償離合器的實現(xiàn)方法，其特征是，滾柱與副壓盤側(cè)壁內(nèi)凸部、主壓盤側(cè)平面之間產(chǎn)生的作用力包括副壓盤側(cè)壁內(nèi)凸部對滾柱的支撐力、副壓盤側(cè)壁內(nèi)凸部對滾柱的摩擦力、主壓盤側(cè)平面對滾柱的摩擦力。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的自動補償離合器的實現(xiàn)方法，其特征是，在離合器踩下的過程中，副壓盤先離開飛輪，滾柱再離開滾柱底盤，主壓盤最后離開摩擦片；在離合器松開的過程中，主壓盤先接觸摩擦片，滾柱再接觸滾柱底盤，副壓盤最后接觸飛輪。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自動補償離合器，包括殼體、膜片彈簧、副壓盤、主壓盤、摩擦片、滾柱底盤、滾柱、滾柱頂盤和滾柱復(fù)位彈簧。其中膜片彈簧和副壓盤接受外力。而滾柱兩側(cè)的副壓盤和主壓盤形成上寬下窄的空間形狀，處理離合器踩下、松開的過程。本發(fā)明還公開了所述自動補償離合器的實現(xiàn)方法。本發(fā)明可有效解決普通的干式摩擦式離合器所普遍存在的因摩擦片磨損而造成的離合器受壓部位置變化的問題，及膜片彈簧特性曲線變化導(dǎo)致分離力變化的問題，可使離合器在整個壽命期內(nèi)保持一致的特性。
文檔編號F16D13/75GK102537110SQ20111044225
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者于明濤 申請人:聯(lián)合汽車電子有限公司