一种大直径旋转离合器油缸快速卸油结构的制作方法

本发明属于液压控制技术，尤其涉及一种变速器中大直径旋转离合器油缸快速卸油结构设计。

背景技术：

车辆、工程机械使用的变速器中，都不同程度使用了旋转离合器。由于进入旋转离合器油缸的油路中存在相对高速旋转，且相对旋转部位使用了耐磨密封圈进行密封。为提高密封圈使用寿命，设计时只考虑使用小尺寸密封圈。为此，在布置旋转离合器进油口时，都采用了中心供油方式，以减小密封圈密封尺寸。

旋转离合器采用多片内、外摩擦片压紧，靠产生的摩擦力传递动力。结合时，向旋转离合器油缸充油，推动摩擦片压紧在挡板上，并靠压紧的摩擦片传递动力。分离时，释放旋转离合器油缸油压，由活塞返回蝶形弹簧将旋转离合器油缸返回到初始位置，并将液压油挤出。

变速器工作时，旋转离合器存在高速旋转，进入旋转离合器油缸的液压油同样在高速旋转，推动旋转离合器活塞的压力除液压油提供的压力外，还存在液压油旋转产生的离心压力。当不使用旋转离合器时，活塞返回蝶形弹簧推动油缸复位，虽然推动油缸液压油的压力已解除，但还得克服油缸活塞密封产生的摩擦力和油缸内液压油旋转产生的离心力。对传递大功率的变速器，采用的旋转离合器直径增大，进入旋转油缸液压油产生的离心力会随着直径增大而快速增加，这样需要返回弹簧提供的弹力也要快速增加，其几何尺寸必然会加大。由于变速器空间和加工难度限制，活塞返回蝶形弹簧增加到一定程度后就无法再继续进一步加大。

所以，对传递大功率的变速器，特别使用了大直径的旋转离合器，需要采取方法降低离合器油缸液压油旋转产生的离心压力。

技术实现要素：

本发明的目的：针对现有的旋转离合器需要设计较大的弹簧弹力及复位较慢的问题，提供了一种可以快速降低油压的卸油结构。

本发明的技术方案：

一种大直径旋转离合器油缸快速卸油结构，包括油缸、活塞和活塞返回蝶形弹簧，活塞上有卸油孔，卸油孔由大直径的t1段和小直径的t2段组成，t1段向t2段过渡的地方是锥形面，在锥形面处设置钢球，钢球的直径小于t1段直径大于t2段直径。

活塞将油缸分为进油腔和卸油腔，当进油腔进油时，液压油的油压加上液压油旋转产生的压力大于钢球旋转产生的离心力在锥面方向上的分力。

油缸安装在主轴上，输出齿轮空套在主轴1上，输出齿轮外圆周上有固定挡板，固定挡板被外挡圈限制在油缸的右端面内，活塞圆周的外侧面上有摩擦片，当活塞被油压压向卸油腔时，摩擦片压紧固定挡板。

所述摩擦片包括两个内摩擦片和一个外摩擦片。

活塞返回蝶形弹簧安装在泄油腔，通过内挡圈限制在油缸中。

油缸靠近外圈的内壁面上有一个阶梯结构，活塞的外圆周上有一圈凸起结构和油缸的阶梯结构配合，两者的配合面上安装有外密封圈。

油缸是一个具有环形阶梯凹槽并且中央开孔的盘式结构，活塞是一个中央开孔的盘式结构，活塞中央开孔的内壁面套装在油缸中央开孔的外壁面上，并在配合面上设置内密封圈。

油缸中圈上的凹槽面、活塞中圈端面、外密封圈和内密封圈构成的空间作为进油腔，油缸上靠近内圈的位置开设有进油口连通进油腔。

卸油腔是由活塞、油缸及输出齿轮构成的开放空间。

设有多个卸油孔。

本发明的有益效果：提供了一种大直径旋转离合器油缸快速卸油方法，可以快速消除油缸内旋转液压油产生的离心力的，通过了一种由钢球通过离心力控制的简易单向密封结构，当进油时钢球会自动挡住卸油口，当进油口油压消失时钢球会在离心力的作用下自动离开卸油口，使油压快速降低，只需要较小的弹簧弹力即可实现复位。钢球密封锥面角与钢球大小、旋转半径与输入转速相关，排油时间与对称布置排油口数量相关。

附图说明：

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的局部放大图。

具体实施方式：

包括油缸2、活塞3和活塞返回蝶形弹簧11，活塞3上有卸油孔，卸油孔由大直径的t1段和小直径的t2段组成，t1段向t2段过渡的地方是锥形面，在锥形面处设置钢球5，钢球5的直径小于t1段直径大于t2段直径。

活塞3将油缸2分为进油腔和卸油腔，当进油腔进油时，液压油的油压加上液压油旋转产生的压力大于钢球5旋转产生的离心力在锥面方向上的分力。

油缸2是一个具有环形阶梯凹槽并且中央开孔的盘式结构，活塞3是一个中央开孔的盘式结构，活塞3中央开孔的内壁面套装在油缸2中央开孔的外壁面上，并在配合面上设置内密封圈12。

油缸2中圈上的凹槽面、活塞3中圈端面、外密封圈4和内密封圈12构成的空间作为进油腔，油缸2上靠近内圈的位置开设有进油口连通进油腔。

卸油腔是由活塞3、油缸2及输出齿轮10构成的开放空间。

油缸2安装在主轴1上，输出齿轮10空套在主轴1上，输出齿轮10外圆周上有固定挡板7，固定挡板7被外挡圈8限制在油缸2的右端面内，活塞3圆周的外侧面上有摩擦片，当活塞3被油压压向卸油腔时，摩擦片压紧固定挡板7。

所述摩擦片包括两个内摩擦片6和一个外摩擦片9。

活塞返回蝶形弹簧11安装在泄油腔，通过内挡圈13限制在油缸2中。

油缸2靠近外圈的内壁面上有一个阶梯结构，活塞3的外圆周上有一圈凸起结构和油缸2的阶梯结构配合，两者的配合面上安装有外密封圈4。

本发明的大直径旋转离合器是这样工作的：如图1所示，p是旋转离合器油缸2进油口，挡圈8用于固定挡板(7)，挡圈13用于固定活塞返回蝶形弹簧11。当变速器某个档位需要该离合器工作时，由换档阀控制有压力的液压油进入旋转离合器油缸2、旋转离合器活塞3、密封圈4和11组成的封闭油腔，在液压油产生的压力作用下，推动旋转离合器活塞3向右移动，将内摩擦片6、外摩擦片9压紧在挡板7上，产生的摩擦力将输出齿轮10带动，使输出齿轮10与输入轴1同时旋转，输出齿轮10再带动其它的变速机构。

本发明的大直径离合器旋转油缸快速卸油是这样实现的：当旋转离合器结合时，钢球5由于离心力作用被甩到排油口t1外侧，此时排油口t1、t2连通，处于卸油状态。当旋转离合器油缸2充油时，t1、t2排油口开始会瞬间排油，此时钢球5受到液压油冲击，移动到密封锥面a处，从而阻断卸油，实现旋转离合器油缸2密封。同时，由于液压油存在一定压力，加上液压油旋转产生的压力，产生的合力大于钢球5旋转产生的离心力在锥面方向上的分力。这种情况下，钢球5会一直保持在密封位置，保证了离合器稳定结合。当旋转离合器卸油时，进入旋转离合器油缸2的液压油被释放压力，压住钢球5的力只有液压油旋转产生的离心压力，而这个力小于钢球5离心力在锥面方向的分力，钢球会离开密封锥面a处，重新被甩到t1排油口外侧，打开排油通道，实现旋转离合器油缸2卸油。

密封锥面a锥角α大小与排油口t1、t2旋转中心半径大小、钢球5质量大小和旋转离合器工作的转速范围有关。

技术特征：

1.一种大直径旋转离合器油缸快速卸油结构，包括油缸（2）、活塞（3）和活塞返回蝶形弹簧（11），其特征在于：活塞（3）上有卸油孔，卸油孔由大直径的t1段和小直径的t2段组成，t1段向t2段过渡的地方是锥形面，在锥形面处设置钢球（5），钢球（5）的直径小于t1段直径大于t2段直径。

2.根据权利要求1所述大直径旋转离合器油缸快速卸油结构，其特征在于：活塞（3）将油缸（2）分为进油腔和卸油腔，当进油腔进油时，液压油的油压加上液压油旋转产生的压力大于钢球（5）旋转产生的离心力在锥面方向上的分力。

3.根据权利要求2所述大直径旋转离合器油缸快速卸油结构，其特征在于：油缸（2）安装在主轴（1）上，输出齿轮（10）空套在主轴（1）上，输出齿轮（10）外圆周上有固定挡板（7），固定挡板（7）被外挡圈（8）限制在油缸（2）的右端面内，活塞（3）圆周的外侧面上有摩擦片，当活塞（3）被油压压向卸油腔时，摩擦片压紧固定挡板（7）。

4.根据权利要求3所述大直径旋转离合器油缸快速卸油结构，其特征在于：所述摩擦片包括两个内摩擦片（6）和一个外摩擦片（9）。

5.根据权利要求3所述大直径旋转离合器油缸快速卸油结构，其特征在于：活塞返回蝶形弹簧（11）安装在泄油腔，通过内挡圈（13）限制在油缸（2）中。

6.根据权利要求5所述大直径旋转离合器油缸快速卸油结构，其特征在于：油缸（2）靠近外圈的内壁面上有一个阶梯结构，活塞（3）的外圆周上有一圈凸起结构和油缸（2）的阶梯结构配合，两者的配合面上安装有外密封圈（4）。

7.根据权利要求6所述大直径旋转离合器油缸快速卸油结构，其特征在于：油缸（2）是一个具有环形阶梯凹槽并且中央开孔的盘式结构，活塞（3）是一个中央开孔的盘式结构，活塞（3）中央开孔的内壁面套装在油缸（2）中央开孔的外壁面上，并在配合面上设置内密封圈（12）。

8.根据权利要求7所述大直径旋转离合器油缸快速卸油结构，其特征在于：油缸（2）中圈上的凹槽面、活塞（3）中圈端面、外密封圈（4）和内密封圈（12）构成的空间作为进油腔，油缸（2）上靠近内圈的位置开设有进油口连通进油腔。

9.根据权利要求8所述大直径旋转离合器油缸快速卸油结构，其特征在于：卸油腔是由活塞（3）、油缸（2）及输出齿轮（10）构成的开放空间。

10.根据权利要求1-9任一项所述大直径旋转离合器油缸快速卸油结构，其特征在于：设有多个卸油孔。

技术总结
本发明公开了一种大直径旋转离合器油缸快速卸油结构，包括油缸、活塞和活塞返回蝶形弹簧，活塞上有卸油孔，卸油孔由大直径的T1段和小直径的T2段组成，T1段向T2段过渡的地方是锥形面，在锥形面处设置钢球，钢球的直径小于T1段直径大于T2段直径。本发明可以快速消除油缸内旋转液压油产生的离心力的，通过了一种由钢球通过离心力控制的简易单向密封结构，当进油时钢球会自动挡住卸油口，当进油口油压消失时钢球会在离心力的作用下自动离开卸油口，使油压快速降低，只需要较小的弹簧弹力即可实现复位。

技术研发人员：张正富
受保护的技术使用者：贵州凯星液力传动机械有限公司
技术研发日：2020.12.22
技术公布日：2021.04.09