離合器裝置及動力換擋式變速器和作業機械的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種離合器裝置，更具體地是用在機器(尤其是作業機械)的動力換擋式變速器中的離合器裝置。
【背景技術】
[0002]機器(例如作業機械)配備有動力系統(如發動機系統)為機器提供動力，動力系統產生的動力通過傳動裝置傳遞以控制機器的運行。諸如裝載機之類的作業機械通常采用包括液力變矩器和動力換擋式變速器的液力機械傳動裝置來實現機器的動力輸出。
[0003]動力換擋式變速器一般包括多個多片式摩擦離合器，通過用液壓力控制各個離合器的接合和分離來實現變速器中不同的動力傳遞路徑，從而控制變速器的換擋和換向。當離合器接合時，充入離合器中的液壓流體(例如，液壓油)推動離合器的活塞以壓緊多個離合器片，而當離合器分離時，液壓流體卸壓，活塞在彈簧的作用下復位，同時將液壓流體排出到離合器之外。離合器的各離合器片在接合時會因摩擦而生熱，若不能對離合器片進行有效的潤滑和散熱，則會縮短離合器的使用壽命，故一般通過向離合器片持續供給潤滑油來實現潤滑和散熱。然而，潤滑油的供給需要消耗能量，對此，現有技術的離合器裝置在能效和成本等方面仍存在改進的空間。
[0004]本實用新型旨在解決現有技術中存在的上述一個或多個問題。
【實用新型內容】
[0005]—方面，本實用新型提供了一種離合器裝置，包括:圍繞一軸同軸配置的主動轂和從動轂;多個離合器片，所述多個離合器片交替地分別與所述主動轂和從動轂以不能相對旋轉的方式連接且布置在所述主動轂和從動轂之間的離合器片容納腔中；和活塞，所述活塞能沿軸向在所述多個離合器片不被所述活塞擠壓而彼此分離的第一位置和所述多個離合器片被所述活塞壓緊成彼此接合的第二位置之間往復移動。在所述軸中設置有在所述軸的外表面上開口以通往所述離合器片容納腔而向其供給潤滑油的出油口。所述離合器裝置還包括流量調節機構，所述流量調節機構通過所述活塞的移動而將流過所述出油口的潤滑油流量調節成隨著所述活塞從第一位置移動到第二位置而增大且隨著所述活塞從第二位置移動到第一位置而減小。
[0006]另一方面，本實用新型提供了一種包括上述離合器裝置的動力換擋式變速器。
[0007]又一方面，本實用新型提供了一種包括上述離合器裝置或上述動力換擋式變速器的作業機械。
【附圖說明】
[0008]圖1是根據本實用新型的離合器裝置所應用的一種示例性機器的立體圖。
[0009]圖2和3分別是根據本實用新型一實施例的離合器裝置在處于分離狀態和接合狀態時的剖視圖。
【具體實施方式】
[0010]圖1顯示了一種示例性的機器100。機器100可例如為作業機械，如輪式裝載機。機器100也可以是執行與特定行業(例如采礦、建筑、農業、運輸等)相關的操作并在各種作業環境(例如礦場、建筑工地、農場和道路等)中工作的任何其它類型的機器，例如履帶式挖掘機、輪式平地機等。
[0011]機器100可包括主機架30、操作人員容納空間如駕駛室35、和工作機具36。在一個實施例中，工作機具36可以是應用于裝載機的鏟斗。機器100可包括至少一個與工作機具36操作連接并用來控制工作機具36動作的油缸37。在機器100的下部布置有行走裝置40，用來支撐和移動機器100。在一個實施例中，行走裝置40包括車輪41。
[0012]圖1所示的機器100可通過包括液力變矩器和動力換擋式變速器的液力機械傳動裝置(未示出)將由機器的動力系統輸出的動力傳遞給例如行走裝置40。動力換擋式變速器可包括多個在圖2和3中示例性地示出的根據本實用新型的離合器裝置。
[0013]圖2和3所示，離合器裝置包括主動轂2和從動轂11。主動轂2和從動轂11可都呈圓筒狀，并且圍繞例如可繞軸線15旋轉并由軸承9等支承的軸14彼此同軸地嵌套設置，從而在它們之間形成用于容納多個離合器片的環形空間(下稱“離合器片容納腔”)。具體而言，在主動轂2上例如通過花鍵以不能相對于其旋轉的方式連接有多個主動離合器片6，在本實施例中主動離合器片6由主動轂2的內周沿徑向向內延伸，而在從動轂11上例如通過花鍵以不能相對于其旋轉的方式連接有多個從動離合器片5，在本實施例中從動離合器片5由從動轂11的外周沿徑向向外延伸。主動離合器片6與從動離合器片5彼此交替地設置在離合器片容納腔中，并且它們中的一者或兩者可為帶有摩擦涂層的摩擦片。
[0014]離合器裝置還包括活塞4，其可例如在液壓流體和彈簧的作用下沿軸向選擇性地朝向或離開所述多個離合器片5、6移動以使得所述多個離合器片彼此接合或分離。具體地，活塞4的一側(圖中的左側)承受液壓流體的推力，而另一側(圖中的右側)的一部分(圖中的徑向內側端緣部)承受彈簧7 (例如螺旋彈簧)向左施加的推力。彈簧7在不與活塞4接觸的另一端靠接于彈簧座8，彈簧座8又靠接于固定在軸14上的擋圈10。如圖2所示，當離合器裝置不工作時，液壓流體不對活塞4施力，活塞4處于其第一位置。當離合器裝置工作而被液壓流體向右推時，活塞4能夠克服彈簧7的推力而移動，直至其右側的另一部分(圖中的徑向外側端緣部)能對所述多個離合器片5、6中的最左側離合器片施力并進而將所述多個離合器片壓緊成彼此接合，此時活塞4如圖3所示到達其第二位置。當活塞4左側的液壓流體卸壓而使離合器裝置又不工作時，活塞4在彈簧7的作用下復位，使得所述多個離合器片5、6不再被活塞4壓靠而彼此分離，此時活塞4回到圖2所示的第一位置。離合器裝置的上述一般結構和操作是本領域公知的，在此不對其各種細節做過多描述。
[0015]在本實用新型中，活塞4可由鋁或適當的鋁合金制成。與一般采用鑄鐵來制造活塞相比，這能夠減輕活塞的重量，從而減小活塞在運動時的慣性，進而減小液壓流體推動活塞4以及彈簧7使活塞復位所施加的力，節省能量消耗，也使得能選用更小、更便宜的復位彈善
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[0016]為了便于利用離合器裝置進行動力傳遞，離合器裝置還可包括與主動轂2和從動轂11同軸配置的輸入齒輪I和輸出齒輪3 D輸入齒輪I和輸出齒輪3分別與主動轂2和從動轂11固連，并且例如分別以不能相對旋轉和能相對旋轉的方式安裝在軸14上。在所示的實施例中，為了簡化結構，輸入齒輪I與軸14用同種材料一體形成，而輸出齒輪3與從動轂11用同種材料一體形成。主動轂2可在其左端例如通過焊接與輸入齒輪I連接成一體。輸出齒輪3可例如經由滑動軸承安裝在軸14上，這與通常采用的深溝球軸承相比能夠降低成本并提高軸承的徑向承載力。從圖2和3中可以看到，除了輸入齒輪I和輸出齒輪3以外，主動轂2、從動轂U、活塞4、彈簧7、彈簧座8等都圍繞軸14共軸或同心地配置。其中，活塞4配置在輸入齒輪I和離合器片容納腔之間。在軸14上還可設置有除輸入齒輪I和輸出齒輪3之外的其它齒輪，以進行不涉及離合器裝置的其它路徑的動力傳遞。
[0017]在軸14中可設置有為活塞4供給液壓流體的通道16和為離合器裝置的各部分供給潤滑油的潤滑油道18。液壓流體經通道16向右、再沿斜向充入活塞4和輸入齒輪I之間的空間17內，而潤滑油經潤滑油道18向右、再例如沿徑向通過出油口A流出。出油口A在軸14的外表面上開口以通往離合器片容納腔而向其供給潤滑油。更具體地，從出油口 A流出的潤滑油可先到達容納彈簧7的空間，然后經由從動轂11上所開的孔口流入離合器片容納腔中以對離合器片進行潤滑和散熱。離合器片容納腔中的潤滑油又可在離合器裝置旋轉時在離心力的作用下經由主動轂2上所開的孔口甩出到變速器殼體中。
[0018]根據本實用新型的離合器裝置還包括流量調節機構，其能夠通過活塞4的移動而將流過出油口 A的潤滑油流量調節成隨著活塞從第一位置移動到第二位置而增大且隨著活塞從第二位置移動到第一位置而減小。
[0019]在所示的實施例中，流量調節機構包括圍繞軸14配置在軸14和離合器片容納腔之間的筒形部件12。筒形部件可以如圖2和3所示是活塞4的一體部分，但也可以固連于活塞4，從而與活塞4 一起移動。筒形部件可具有連通其徑向內側和徑向外側的通孔