专利名称：自动补偿离合器及其实现方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车的离合器。
背景技术：
离合器位于汽车的发动机和变速箱之间，并通常与发动机曲轴飞轮安装在一起， 离合器的输出轴就是变速箱的输入轴。汽车从起步到行驶的过程中，驾驶员可根据需要踩下或松开离合器踏板，使发动机与变速箱分离或接合，以切断或传递发动机向变速箱输入的动力。根据转矩传动方式的不同，汽车离合器分为摩擦式离合器、电磁离合器、液力偶合器，其中摩擦式离合器又分为干式和湿式两种。干式摩擦式离合器普遍应用于手动变速箱(Manual Transmission,简称MT)、机械式自动变速箱(Automated Mechanical Transmission，简称AMT)和双离合器变速箱(Dual Clutch Transmission,简禾尔 DCT)。请参阅图la，现有的干式摩擦式离合器主要包括摩擦片5、压盘30和膜片弹簧2。 其中，摩擦片5是一个损耗部件，用来与飞轮6接触或分离，接触时跟随飞轮6 —起转动，分离时不转动。膜片弹簧2的中间一点固定于一个固定点20，其一端加与分离轴承相接触， 另一端沘则固定在压盘30上。请参阅图la，这是摩擦片5未磨损时、离合器踏板松开的示意图。此时分离轴承对膜片弹簧2的一端加没有作用力，膜片弹簧2的另一端2b挤压压盘30，从而将摩擦片5 压紧在飞轮6上，离合器传递转矩。请参阅图lb，这是摩擦片5未磨损时、离合器踏板被踩下的示意图。图中虚线表示离合器踏板松开时膜片弹簧2的位置，实线表示离合器踏板踩下时膜片弹簧2的位置。此时分离轴承挤压膜片弹簧2的一端2a，由于膜片弹簧2的中间一点位置固定在固定点20处， 因而膜片弹簧2的另一端2b向图Ib中的右方翘起，并带动压盘30向右运动，使得压盘30 与摩擦片5之间、及摩擦片5与飞轮6之间无压紧力的作用，从而无摩擦力的作用，离合器不传递扭。请参阅图2，这是摩擦片5磨损后、离合器踏板松开的示意图。图中虚线表示摩擦片5未磨损时膜片弹簧2的位置，实线表示摩擦片5磨损后膜片弹簧2的位置。由于摩擦片5的厚度变薄，使得压盘30和膜片弹簧2的另一端2b均向摩擦片5的方向有位移。由于膜片弹簧2的中间一点位置固定在固定点20处，因而膜片弹簧2的一端加会向图2中的右方翘起。通常膜片弹簧2的中间固定点距离压盘30的力臂小于距离分离轴承的力臂， 例如为1 3。因此只要摩擦片5具有磨损，膜片弹簧2的一端加向右方翘起的距离总是大于摩擦片5所磨损掉的厚度；即随着摩擦片5的不断磨损，膜片弹簧2的一端加的位置将不断向右方翘起。一旦踩下离合器踏板，位于离合器踏板和分离轴承之间的执行机构会给分离轴承一个作用力，使得分离轴承挤压膜片弹簧2的一端加。但是当摩擦片5磨损后，膜片弹簧2的一端加的位置已经发生了变化，此时需要根据膜片弹簧2的一端加的位置调整分离轴承的位置，以保证离合器完全结合时分离轴承没有产生对膜片弹簧压紧力有影响的作用力。因为摩擦片的磨损，膜片弹簧发生形变，导致离合器的分离力发生变化。通常是摩擦片磨损后，离合器的分离力增大。这样使用与未磨损时同样大小的分离力已经不能完全使离合器分离。为改善由于摩擦片磨损而导致的上述问题，现有的各种变速箱都有解决方案。手动变速箱的通常做法是每隔一定时间调整一次所述执行机构的固定点位置，这样可以解决膜片弹簧2的一端加的位置发生变化的问题，但无法调整分离力的大小。机械式自动变速箱则通常采用自调节推杆来适应膜片弹簧2的一端加的位置，辅以加大最大分离力。例如，摩擦片5未磨损时分离轴承输出作用力为Fl可满足摩擦片5和飞轮6相分离，摩擦片5接近完全磨损时分离轴承输出作用力为F2可满足摩擦片5和飞轮 6相分离，F2 >F1。那么机械式自动变速箱将调整所述执行机构输出的作用力始终为F2。 这种方案的缺点是在所述执行机构中增加自调节推杆使得结构复杂，还会降低整个执行机构的可靠性。加大离合器执行机构的最大分离力提高了对执行机构的要求，同时提高了整车能耗。双离合器变速箱或者在所述执行机构中采用自动补偿手段，或者在所述执行机构中加入自学习、自适应手段。无论哪种解决方案都存在结构复杂、控制难度大的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种离合器，其可以保持受压部的位置、分离力的大小不变，从而提高离合器的控制性能。为此，本发明还要提供所述自动补偿离合器的实现方法。为解决上述技术问题，本发明自动补偿离合器包括——壳体，呈倒扣的碗状，固定在飞轮上，壳体的顶面具有孔，壳体和飞轮之间形成第一腔体；——膜片弹簧，呈圆盘状，位于所述第一腔体中；膜片弹簧的受压端凸出于壳体顶面孔之外，膜片弹簧的中间部位固定在壳体上。膜片弹簧的另一端与副压盘相连接；——副压盘，呈倒扣的圆筒状，位于所述第一腔体中；副压盘的侧壁具有一个或多个径向向内凸起的部分，该内凸部的内壁与飞轮之间成锐角；副压盘和飞轮之间形成第二腔体；——主压盘，位于所述第二腔体中；主压盘的顶面与副压盘的顶面之间固定有一个或多个压紧弹簧；主压盘的侧面上包括有一个或多个平面部分，该侧平面与飞轮之间成直角；该主压盘侧平面的数量和位置均与副压盘侧壁内凸部相对应；——摩擦片，位于所述第二腔体中，在飞轮与主压盘之间；——滚柱底盘，位于所述第二腔体中，且在副压盘侧壁内凸部与主压盘侧平面之间；——滚柱，为具有圆滑侧壁的柱状结构，位于所述第二腔体中，在滚柱底盘之上， 且在副压盘侧壁内凸部和主压盘侧平面之间；
——滚柱顶盘，位于所述第二腔体中，且在滚柱之上；在滚柱顶盘和副压盘顶面之间固定有一个或多个滚柱复位弹簧。所述自动补偿离合器的实现方法为离合器踏板完全松开时，分离轴承对膜片弹簧的一端没有作用力，膜片弹簧的另一端挤压副压盘，将副压盘紧压在飞轮上；在压紧弹簧的弹性力作用下，主压盘紧压摩擦片，摩擦片紧压飞轮，离合器传递转矩；当踩下离合器踏板，分离轴承挤压膜片弹簧的一端，膜片弹簧的另一端向上翘起并带动副压盘向上抬升，副压盘与飞轮之间出现间隙；在压紧弹簧的弹性力作用下，主压盘仍然紧压摩擦片，摩擦片紧压飞轮，离合器传递转矩；随着离合器踏板被继续踩下，滚柱与副压盘侧壁内凸部、主压盘侧平面之间均产生作用力并不断增大；当向上的作用力足以克服压紧弹簧和滚柱复位弹簧的弹性力时，副压盘、滚柱和主压盘在膜片弹簧的带动下一起向上运动，从而使主压盘和摩擦片相分离，离合器不传递转矩；当松开离合器踏板，分离轴承对膜片弹簧的一端的作用力减小，膜片弹簧的另一端向下运动，带动副压盘也随之向下运动；当主压盘接触到摩擦片后因受到摩擦片阻力的作用，主压盘向下运动的速度减小；继续放松离合器踏板，副压盘继续向下运动，在此过程中副压盘侧壁内凸部给予滚柱的支撑力开始减小，滚柱与主压盘侧平面间的压力也开始减小，当滚柱与主压盘侧平面间的摩擦力小于压紧弹簧的弹力时，主压盘在压紧弹簧弹力作用下逐渐压紧到摩擦片上，离合器开始传递扭矩；随着离合器踏板继续放松，副压盘与滚柱继续向下运动，当滚柱接触到滚柱底盘后滚柱停止运动，副压盘继续向下运动，此后副压盘侧壁内凸部与滚柱间的接触力减小为零；当离合器踏板完全放松后，副压盘最终压紧到飞轮上，完成离合器结合过程。本发明自动补偿离合器及其实现方法可有效解决普通的干式摩擦式离合器所普遍存在的因摩擦片磨损而造成的离合器受压部位置变化的问题，及膜片弹簧特性曲线变化导致分离力变化的问题，可使离合器在整个寿命期内保持一致的特性。并且本发明采用机械结构设计，无需采用复杂的控制策略，也不会降低离合器控制的可靠性，从而提高了整车的稳定性。
图Ia是现有的干式摩擦式离合器在摩擦片未磨损且离合器踏板松开时离合器的示意图；图Ib是现有的干式摩擦式离合器在摩擦片未磨损且离合器踏板踩下时离合器的示意图；图2是现有的干式摩擦式离合器在摩擦片磨损后且离合器踏板松开时离合器的示意图；图3是本发明自动补偿离合器在摩擦片未磨损且离合器踏板松开时的示意图；图4a、图4b、图4c、图4(1、图如分别是图3中壳体、膜片弹簧、副压盘、主压盘、滚柱底盘的示意图；图5是图3的滚柱周边的局部放大示意图6是本发明自动补偿离合器在摩擦片未磨损且离合器踏板刚踩下时的示意图；图7是图6的滚柱周边的局部放大示意图；图8是本发明自动补偿离合器在摩擦片未磨损且离合器踏板继续踩下时的示意图；图9是图8的滚柱周边的局部放大示意图；图10是本发明自动补偿离合器在摩擦片磨损后且离合器踏板松开时的示意图。图中附图标记说明1为壳体；11为壳体顶面；111为壳体顶面孔；112为壳体顶面固定点；12为壳体环形端面；13为壳体圆弧侧壁；2为膜片弹簧；加为膜片弹簧与分离轴承相接触的一端；2b为膜片弹簧固定在压盘上的一端；20为固定膜片弹簧中间部位的固定点；21为膜片弹簧分离指；211为受压部；212为第一连接部；213为第二连接部；22为膜片弹簧圆弧侧壁；30为压盘；3为副压盘；31为副压盘顶面；311为副压盘顶面第一下凸台；312为副压盘顶面第二下凸台；32为副压盘侧壁；321为副压盘侧壁内凸部；322为副压盘侧壁凹槽；4为主压盘；40 为压紧弹簧；41为主压盘顶面；410为主压盘顶面上凸台；42为主压盘底面；43为主压盘侧平面；44为主压盘侧凸部；441为主压盘第二侧凸部下凹槽；5为摩擦片；6为飞轮；7为滚柱底盘；71为滚柱底盘上凸台；8为滚柱；9为滚柱顶盘；90为滚柱复位弹簧；91为滚柱顶盘上凸台。
具体实施例方式请参阅图3，本发明自动补偿离合器包括——壳体1，呈倒扣的碗状，固定在飞轮6上，在壳体1和飞轮6之间形成第一腔体。在壳体1的顶面11具有孔111。——膜片弹簧2，呈圆盘状，位于所述第一腔体中。膜片弹簧2的受压端加凸出于壳体顶面孔111之外，用来和分离轴承相接触。膜片弹簧2的中间部位固定在壳体1上。 膜片弹簧2的另一端2b与副压盘3相连接。膜片弹簧2相当于一个杠杆，当其受压端加被压下时，其另一端2b会向壳体顶面11的方向抬升。—副压盘3，呈倒扣的圆筒状，位于所述第一腔体中。在副压盘3和飞轮6之间形成第二腔体，第二腔体在所述第一腔体内。副压盘3的侧壁32具有一个或多个径向向内凸起的部分321，该内凸部321的内壁与飞轮6之间形成锐角。—主压盘4，位于所述第二腔体中。主压盘4的顶面41与副压盘3的顶面31之间固定有一个或多个压紧弹簧40。主压盘4的侧面上包括有一个或多个平面部分43。主压盘侧平面43与飞轮10之间成直角。—摩擦片5，位于所述第二腔体中，位于飞轮6与主压盘4之间；——滚柱底盘7，位于所述第二腔体中，且在副压盘侧壁内凸部321与主压盘侧平面43之间。——滚柱8，为具有圆滑侧壁的柱状结构，例如为圆柱体、椭圆柱体等。其对底面无要求，只要求侧壁为圆滑形貌即可。滚柱8位于所述第二腔体中，在滚柱底盘7之上，且在副压盘侧壁内凸部321和主压盘侧平面43之间。—滚柱顶盘9，位于所述第二腔体中，且在滚柱8之上。在滚柱顶盘9和副压盘顶面31之间固定有一个或多个滚柱复位弹簧90。请参阅图4a，这是一个壳体1的具体实施例，包括有顶面11(相当于碗底)、环形端面12 (相当于碗的边沿)与连接两者的圆弧形侧壁13 (相当于碗的侧壁)。在壳体顶面 11上具有一个镂空的孔111。所述环形端面12固定在飞轮6上，从而使得整个壳体1固定在飞轮6上且在两者之间形成有第一腔体。优选地，在壳体顶面11上还具有多个固定点112用于固定膜片弹簧2的中间部位。请参阅图4b，这是用一个膜片弹簧2的具体实施例，该实施例是用薄弹簧钢板制成的带有锥度的压紧弹簧。其包括有分离指21和圆弧形侧壁22。所述分离指21由多个径向排列的细长条组成，每个细长条包括受压部211、第一连接部212、第二连接部213。其中，受压部211和第二连接部213分别在第一连接部212的两侧，受压部211和第一连接部 212凸出于壳体顶面孔111之外，第二连接部213连接圆弧形侧壁22。所述受压部211就是膜片弹簧2与分离轴承相接触的一端2a，而圆弧形侧壁22的端面就是膜片弹簧2连接副压盘3的另一端2b。膜片弹簧2的中间部位固定在壳体1上，从而将整个膜片弹簧2构成一个支点固定的杠杆结构。优选地，膜片弹簧2的中间部位固定在壳体顶面固定点112处。优选地，膜片弹簧2的中间部位为其圆弧形侧壁22靠近第二连接部213处。请参阅图4c，这是一个副压盘3的具体实施例。其包括有顶面31与侧壁32。在副压盘侧壁32的内壁具有一个或多个径向向内凸起的内凸部321，该内凸部321的内壁与飞轮6之间呈锐角。优选地，副压盘侧壁内凸部321相对于副压盘3的轴呈现为对称设计，例如在副压盘侧壁32上均勻设置两个、三个、四个、……内凸部321。优选地，在副压盘顶面31的内壁具有第一下凸台311，用于固定压紧弹簧40。优选地，在副压盘顶面31的内壁具有第二下凸台312，用于固定滚柱复位弹簧90。优选地，在副压盘侧壁32的内壁还具有一个或多个凹槽322。请参阅图4d，这是一个主压盘4的具体实施例。其包括有顶面41、底面42和侧面。 主压盘4的侧面包括有一个或多个平面部分称为侧平面43，其数量和位置均与副压盘侧壁内凸部321相对应。该侧平面43与飞轮6之间成直角。主压盘侧平面43可以是主压盘4 的侧面上所具有的径向向外的凸出部的外壁(如图4d所示)，也可以是主压盘4的侧面的圆滑过渡的一部分(未图示)。优选地，在主压盘顶面41上具有一个或多个上凸台411，用于固定压紧弹簧40。每个压紧弹簧40就固定在副压盘顶面第一下凸台311和主压盘顶面上凸台411之间。优选地，在主压盘4的侧面上还具有一个或多个径向向外的凸起结构称为侧凸部 44，其数量和位置均与副压盘侧壁凹槽322相对应。通过副压盘侧壁凹槽322与主压盘侧凸部44相配合，使得副压盘3和主压盘4之间不存在相对转动。显然为了保证副压盘3和主压盘4之间一起转动有多种设计方式，这里给出的凹凸配合的设计仅为一种示例。优选地，在主压盘侧凸部44的底部具有凹槽441，用来容纳环形的滚柱底盘7。请参阅图如，这是一个滚柱底盘7的具体实施例。其整体呈环形结构，主压盘侧凸部44底部的凹槽441就是为了容纳该环形的滚柱底盘7。该滚柱底盘7的顶面上具有一个或多个上凸台71，其数量和位置均与副压盘侧壁内凸部321相对应。可替换地，上凸台71 也可以是滚柱底盘7的圆滑过渡的一部分(未图示)。可替换地，滚柱底盘7也可以为一个或多个相互分离的结构，例如长方体结构等， 其数量和位置均与滚柱8相对应。每个分离结构的滚柱底盘7都固定在滚柱8下方的飞轮 6上。与之类似，滚柱顶盘9也可以是一个环形结构，或者是一个或多个相互分离的结构。如图3所示，优选地，在滚柱顶盘9的顶面上具有一个或多个上凸台91，用于固定滚柱复位弹簧90。每个滚柱复位弹簧90就固定在副压盘顶面第二下凸台312和滚柱顶盘上凸台91之间。可替换地，滚柱8与滚柱顶盘9可以合成为一个零件。请参阅图5，这是图3中滚柱周边的局部放大示意图。以一个滚柱8为例，其下方为滚柱底盘7，其上方为滚柱顶盘9。在滚柱复位弹簧90的弹性力作用下，滚柱顶盘9紧压滚柱8，滚柱8紧压滚柱底盘7，滚柱底盘7紧压飞轮6。滚柱8的两侧分别是副压盘侧壁内凸部321和主压盘侧平面43，副压盘侧壁内凸部321和主压盘侧平面43之间形成了上宽下窄的空间形状。本发明所述的自动补偿离合器的工作原理如下详述。请参阅图3和图5，这是本发明所述的自动补偿离合器在摩擦片5未磨损时、离合器踏板松开的示意图。此时分离轴承对膜片弹簧2的一端加没有作用力，膜片弹簧2的另一端2b挤压副压盘3，从而将副压盘3紧压在飞轮6上。在压紧弹簧40的弹性力作用下， 主压盘4紧压摩擦片5，摩擦片5紧压飞轮6，离合器传递转矩。此时滚柱8与其两侧的副压盘侧壁内凸部321、主压盘侧平面43之间均没有作用力。请参阅图6和图7，这是本发明所述的自动补偿离合器在摩擦片5未磨损时、离合器踏板刚被踩下的示意图。图7是图6中滚柱周边的局部放大示意图。此时分离轴承挤压膜片弹簧2的一端2a，由于膜片弹簧2的中间部位固定在壳体1上，因而膜片弹簧2的另一端2b向图6中的上方翘起，并带动副压盘3向上抬升，副压盘3与飞轮6之间出现间隙。 在压紧弹簧40的弹性力作用下，主压盘4仍然紧压摩擦片5，摩擦片5紧压飞轮6，离合器传递转矩。此时滚柱8与其两侧的副压盘侧壁内凸部321、主压盘侧平面43之间仍没有作用力。请参阅图8和图9，这是本发明所述的自动补偿离合器在摩擦片5未磨损时、离合器踏板被继续踩下的示意图。图9是图8中滚柱周边的局部放大示意图。当副压盘3在膜片弹簧2的带动下向上移动了 Ll的距离后，在滚柱复位弹簧90的弹性力作用下，滚柱8与副压盘侧壁内凸部321、主压盘侧平面43之间均产生作用力。具体而言，由于滚柱复位弹簧 90将滚柱8往图9中的下方挤压，在副压盘侧壁内凸部321与滚柱8之间就产生了支撑力 N，该支撑力N的方向垂直于副压盘侧壁内凸部321的内壁。该支撑力N可以分解为水平方向径向向内的分力m和垂直方向向上的分力N2。在径向向内的分力m的作用下，副压盘侧壁内凸部321挤压滚柱8，滚柱8挤压主压盘侧平面43，从而在两个接触面上都产生向上的摩擦力，且这两个摩擦力的大小都随着径向向内的分力m的加大而变大。由于副压盘侧壁内凸部321的内壁与主压盘侧平面43之间形成了一个上宽下窄的空间形状，因此随着离合器踏板被继续踩下，副压盘侧壁内凸部321与主压盘侧平面43给予滚柱8的作用力(包括两个接触面上的与接触面平行的摩擦力、所述支撑力N)不断增大。当该作用力的向上分量足以克服滚柱复位弹簧90的弹性力时，滚柱8离开滚柱底盘7向上运动。接着当滚柱8 给予主压盘侧平面43的向上的摩擦力不断增大到足以克服压紧弹簧40的弹性力时，主压盘4也将向上运动，从而使主压盘4和摩擦片5相分离，离合器不传递转矩。假设副压盘3与飞轮6之间的间隙距离为Ll时，滚柱8与其两侧的副压盘侧壁内凸部321、主压盘侧平面43之间刚刚产生作用力。此时离合器踏板还可以继续踩下，主压盘 4仍紧压摩擦片5。假设副压盘3与飞轮6之间的间隙距离为L3时，是离合器踏板踩到底的状态，此时主压盘4与摩擦片5之间的间隙距离为L2，显然L3 > L2。本发明所述的自动补偿离合器在摩擦片5未磨损时、逐渐松开离合器踏板的过程与图6 图9所示过程相反，如下所述刚开始松开离合器踏板时，分离轴承对膜片弹簧2的一端加的作用力开始减小， 膜片弹簧2的另一端2b开始向图8中的下方运动，带动副压盘3也随之向下运动。副压盘 3与飞轮6之间的距离从L3开始减小。当主压盘4接触到摩擦片5后因受到摩擦片5阻力的作用，主压盘4向下运动的速度减小。继续放松离合器踏板，副压盘3继续向下运动， 在此过程中副压盘侧壁内凸部321给予滚柱8的支撑力N开始减小，滚柱8与主压盘侧平面43间的压力也开始减小，当滚柱8与主压盘侧平面43间由于压力而产生的摩擦力小于压紧弹簧40的弹力时，主压盘4在压紧弹簧40的弹力作用下逐渐压紧到摩擦片5上，离合器开始传递扭矩。随着离合器踏板继续放松，副压盘3与滚柱8继续向下运动，当滚柱8接触到滚柱底盘7后，滚柱8停止运动，副压盘3继续向下运动，副压盘3与飞轮6之间的距离将逐渐减小为Li。此后副压盘侧壁内凸部321与滚柱8间的接触力减小为零。当离合器踏板完全放松后，副压盘3最终压紧到飞轮6上，完成离合器结合过程。请参阅图10，这是本发明所述的自动补偿离合器在摩擦片5磨损后、离合器踏板松开的示意图。此时分离轴承对膜片弹簧2的一端加没有作用力，膜片弹簧2的另一端2b 挤压副压盘3，从而将副压盘3紧压在飞轮6上。虽然摩擦片5较未磨损时的厚度变薄，但是在压紧弹簧40的弹性力作用下，主压盘4仍然紧压摩擦片5，摩擦片5紧压飞轮6，离合器传递转矩。此时滚柱8与其两侧的副压盘侧壁内凸部321、主压盘侧平面43之间均没有作用力。本发明所述的自动补偿离合器在摩擦片5磨损后、离合器踏板刚踩下过程、继续踩下过程、刚松开过程、继续松开过程则与摩擦片5未磨损时完全一致。现有的干式摩擦式离合器之所以会产生受压部加的位置、分离力大小不断变化的情况，是由于膜片弹簧2的弹性状态会随着摩擦片5的磨损而发生变化。本发明所述的的自动补偿离合器保证了摩擦片5磨损前后膜片弹簧2的弹性状态均保持一致，因此保证了离合器的受压部加的位置、分离力大小不变，达到了自动补偿的效果。这是由于本发明所述的自动补偿离合器包括两套力传递系统。第一力传递系统是对外的，表现为垂直方向，由膜片弹簧2和副压盘3组成，其中不存在磨损部件，因而对外的受力点、受力大小可保持不变。第二力传递系统是对内的，又包括两条力传递途径。第一力CN 102537110 A传递途径是垂直的，由压紧弹簧40、主压盘4和摩擦片5组成，压紧弹簧40在离合器踏板松开状态下可自适应摩擦片5的磨损变化。第二力传递途径包括水平和垂直两部分，由滚柱复位弹簧90、滚柱顶盘9、滚柱8、滚柱底盘7、副压盘侧壁内凸部321和主压盘侧平面43组成。而副压盘内凸部321的内壁相对于飞轮6而言是斜面，主压盘侧平面43相对于飞轮6 而言是垂直面，两者组成的上宽下窄的空间形状与滚柱8的组合用来承担离合器踏板踩下的处理过程，而不受摩擦片5是否磨损的影响。 以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限定本发明。对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。
权利要求
1.一种自动补偿离合器，其特征是，包括——壳体，呈倒扣的碗状，固定在发动机飞轮上，壳体的顶面具有孔，壳体和飞轮之间形成第一腔体；——膜片弹簧，呈圆盘状，位于所述第一腔体中；膜片弹簧的受压端凸出于壳体顶面孔之外，膜片弹簧的中间部位固定在壳体上。膜片弹簧的另一端与副压盘相连接；——副压盘，呈倒扣的圆筒状，位于所述第一腔体中；副压盘的侧壁具有一个或多个径向向内凸起的部分，该内凸部的内壁与飞轮之间成锐角；副压盘和飞轮之间形成第二腔体；——主压盘，位于所述第二腔体中；主压盘的顶面与副压盘的顶面之间固定有一个或多个压紧弹簧；主压盘的侧面上包括有一个或多个平面部分，该侧平面与飞轮之间成直角； 该主压盘侧平面的数量和位置均与副压盘侧壁内凸部相对应； ——摩擦片，位于所述第二腔体中，位于主压盘与飞轮之间； ——滚柱底盘，位于所述第二腔体中，且在副压盘侧壁内凸部与主压盘侧平面之间； ——滚柱，为具有圆滑侧壁的柱状结构，位于所述第二腔体中，在滚柱底盘之上，且在副压盘侧壁内凸部和主压盘侧平面之间；——滚柱顶盘，位于所述第二腔体中，且在滚柱之上；在滚柱顶盘和副压盘顶面之间固定有一个或多个滚柱复位弹簧。
2.根据权利要求1所述的自动补偿离合器，其特征是，滚柱两侧的副压盘侧壁内凸部和主压盘侧平面之间形成上宽下窄的空间形状。
3.根据权利要求1所述的自动补偿离合器，其特征是，所述副压盘侧壁内凸部具有多个，相对于副压盘的轴成均勻对称分布。
4.根据权利要求1所述的自动补偿离合器，其特征是，所述副压盘侧壁还具有一个或多个凹槽，主压盘侧面还具有一个或多个凸起部，该主压盘侧凸部的数量、形状和位置均与该副压盘侧壁凹槽相对应。
5.根据权利要求1所述的自动补偿离合器，其特征是，所述滚柱底盘呈环形；或者所述滚柱底盘的数量与滚柱相同，固定在每个滚柱下方的飞轮上。
6.根据权利要求1所述的自动补偿离合器，其特征是，所述滚柱顶盘呈环形；或者所述滚柱顶盘的数量与滚柱相同，固定在滚柱复位弹簧底部。
7.根据权利要求1所述的自动补偿离合器，其特征是，所述滚柱顶盘在滚柱复位弹簧作用力下始终紧压到滚柱表面上。
8.如权利要求1所述的自动补偿离合器的实现方法，其特征是，离合器踏板完全松开时，分离轴承对膜片弹簧的一端没有作用力，膜片弹簧的另一端挤压副压盘，将副压盘紧压在飞轮上；在压紧弹簧的弹性力作用下，主压盘紧压摩擦片，摩擦片紧压飞轮，离合器传递转矩；当踩下离合器踏板，分离轴承挤压膜片弹簧的一端，膜片弹簧的另一端向上翘起并带动副压盘向上抬升，副压盘与飞轮之间出现间隙；在压紧弹簧的弹性力作用下，主压盘仍然紧压摩擦片，摩擦片紧压飞轮，离合器传递转矩；随着离合器踏板被继续踩下，滚柱与副压盘侧壁内凸部、主压盘侧平面之间均产生作用力并不断增大；当向上的作用力足以克服压紧弹簧和滚柱复位弹簧的弹性力时，副压盘、滚柱和主压盘在膜片弹簧的带动下一起向上运动，从而使主压盘和摩擦片相分离，离合器不传递转矩；当松开离合器踏板，分离轴承对膜片弹簧的一端的作用力减小，膜片弹簧的另一端向下运动，带动副压盘也随之向下运动；当主压盘接触到摩擦片后因受到摩擦片阻力的作用， 主压盘向下运动的速度减小，继续放松离合器踏板，副压盘继续向下运动，在此过程中副压盘侧壁内凸部给予滚柱的支撑力开始减小，滚柱与主压盘侧平面间的压力也开始减小，当滚柱与主压盘侧平面间的压力产生的摩擦力小于压紧弹簧的弹力时，主压盘在压紧弹簧弹力作用下逐渐压紧到摩擦片上，离合器开始传递扭矩；随着离合器踏板继续放松，副压盘与滚柱继续向下运动，当滚柱接触到滚柱底盘后滚柱停止运动，副压盘继续向下运动，此后副压盘侧壁内凸部与滚柱间的接触力减小为零；当离合器踏板完全放松后，副压盘最终压紧到飞轮上，完成离合器结合过程。
9.根据权利要求8所述的自动补偿离合器的实现方法，其特征是，滚柱与副压盘侧壁内凸部、主压盘侧平面之间产生的作用力包括副压盘侧壁内凸部对滚柱的支撑力、副压盘侧壁内凸部对滚柱的摩擦力、主压盘侧平面对滚柱的摩擦力。
10.根据权利要求8所述的自动补偿离合器的实现方法，其特征是，在离合器踩下的过程中，副压盘先离开飞轮，滚柱再离开滚柱底盘，主压盘最后离开摩擦片；在离合器松开的过程中，主压盘先接触摩擦片，滚柱再接触滚柱底盘，副压盘最后接触飞轮。
全文摘要
本发明公开了一种自动补偿离合器，包括壳体、膜片弹簧、副压盘、主压盘、摩擦片、滚柱底盘、滚柱、滚柱顶盘和滚柱复位弹簧。其中膜片弹簧和副压盘接受外力。而滚柱两侧的副压盘和主压盘形成上宽下窄的空间形状，处理离合器踩下、松开的过程。本发明还公开了所述自动补偿离合器的实现方法。本发明可有效解决普通的干式摩擦式离合器所普遍存在的因摩擦片磨损而造成的离合器受压部位置变化的问题，及膜片弹簧特性曲线变化导致分离力变化的问题，可使离合器在整个寿命期内保持一致的特性。
文档编号F16D13/75GK102537110SQ20111044225
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月26日 优先权日2011年12月26日
发明者于明涛 申请人:联合汽车电子有限公司