一種空氣壓縮機用溼式多片離合器的製作方法

2023-12-09 12:44:01 1

本發明涉及離合器技術領域，尤其涉及一種車用空氣壓縮機用溼式多片離合器。

背景技術：

目前，國內商用車中多採用的是氣動剎車系統，其動力源為壓縮空氣，壓縮空氣的來源是由發動機帶動空氣壓縮機產生的，其中，空氣壓縮機通過齒輪由發動機直接驅動。只要發動機工作，空氣壓縮機就得工作，因此，在行車的過程中會持續的產生壓縮空氣，通常，壓縮空氣會被存儲在氣瓶當中，氣瓶上安裝有限壓閥，限定壓力多為8公斤，當超出8公斤時，多餘的壓縮空氣就通過限壓閥排到大氣中。

這種結構的缺點是：

（1）、由於採用儲氣瓶當中的壓縮空氣來剎車或者為空氣彈簧提供動力，而車輛在正常行駛或者高速路行駛時，壓縮空氣的使用量是非常少的，實際上只有一半的時間在作用，但是，通常情況下，空氣壓縮機還是在不停地工作，這樣會白白浪費掉發動機的部分動力，燃油消耗浪費嚴重。以下為計算值：市面上空氣壓縮機的功率車輛大小而定，取平均值，大約在6KW/小時左右，據調研：現市面上氣剎的車輛為500萬臺左右，商用車工作時間通常比較長，按每輛車每天工作10小時，每輛車每天浪費30KW，500萬臺每天浪費15000萬KW，6KW/小時的燃油消耗按0.25千克，500萬臺氣剎車每天浪費燃油625000KG。

（2）、商用車多用柴油型，柴油的碳強係數為2.63千克CO2/升，柴油每升0.738KG，3750*1.738=5081.3升，由此換算會產生5.81.3*2.63=13363.819千克的二氧化碳。因此，其對環境汙染嚴重。

（3）、由於行車時不停地產生壓縮空氣，因此多餘的壓縮空氣要經過儲氣瓶上的限壓閥排氣，排氣時會產生排氣噪音，噪聲汙染嚴重。

（4）、由於行車時，空氣壓縮機在不停地工作，因此也嚴重縮短了其實用壽命，並且加大了行車風險。

綜上可見，如果可以使空氣壓縮機按需要時才工作，即為其加裝一個動力控制裝置，使其與發動機之間可以隨時分離或接合，就可以解決掉以上所有問題。

技術實現要素：

本發明針對上述現有技術的不足，提供了一種空氣壓縮機用溼式多片離合器，其可有效節約燃油、減少二氧化碳排放、消除排氣噪音，並能延長空氣壓縮機的壽命，提高行車的安全性。

為解決現有技術中存在的問題，採用的具體技術方案是：

一種空氣壓縮機用溼式多片離合器，包括曲軸、齒柱、從動盤、汽缸體。所述曲軸為臺階軸，其包括依次設置的第一臺階面、第二臺階面和第三臺階面；所述齒柱設於第一臺階面上，且齒柱設於曲軸的一端，齒柱外設有齒輪；所述從動盤的中心為一臺階面，所述從動盤通過其中心的臺階面扣合於所述曲軸的第一臺階面和第二臺階面上，且所述從動盤與曲軸的第二臺階面之間為鍵連接；所述汽缸體設於第三臺階面上。所述汽缸體上設有進氣口，汽缸體內設有活塞，活塞外設有推盤，所述活塞與推盤的一端之間設有平面軸承，所述推盤套設於所述從動盤外，所述推盤的另一端外部設有外齒殼體，所述外齒殼體為一圓槽形殼體，槽形外齒殼體的底部中心設有通孔，且外齒殼體通過所述通孔套設於推盤上，所述外齒殼體的槽形的底部與推盤之間還設有預緊膜片，所述外齒殼體還設於從動盤外並與從動盤扣合設置，所述從動盤與外齒殼體之間設有膜片彈簧，所述膜片彈簧套設於從動盤外且與所述推盤相鄰設置。當活塞推動推盤時，推盤可壓迫膜片彈簧，壓力可通過膜片彈簧傳輸至從動盤。所述外齒殼體的槽形空間與齒輪相鄰的一端設有壓板，所述壓板與從動盤之間設有離合器片，所述離合器片包括多個間隔設置的主動片和從動片，所述主動片設於齒柱的外圓周上，所述從動片設於……。

優選的方案，所述齒柱與從動盤之間設有平面軸承。

進一步優選的方案，所述主動片為銅基摩擦片或紙基摩擦片，所述從動片為銅基摩擦片。

更進一步優選的方案，所述銅基摩擦片所使用的鋼片為60SiZMn鋼片，其鋼片硬度HRC58-60。所述紙基摩擦片所使用的鋼片為45#鋼，鋼片硬度為HRC35-38。

再進一步優選的方案，所述活塞在與汽缸體壁接觸的內圓周和外圓周上均設有活塞密封環，所述活塞與汽缸體壁接觸的外圓周上設有導向環。

所述曲軸與齒柱之間設有滾針軸承。

所述從動盤與所述曲軸的第二臺階面之間為花鍵連接。

通過採用上述方案，本發明的一種空氣壓縮機用溼式多片離合器與現有技術相比，其技術效果在於：

（1）、本發明通過在發動機與空氣壓縮機之間設置溼式多片式離合裝置，來控制空氣壓縮機的工作時間，當壓縮空氣的壓力達到設定值時，溼式離合器將空壓機動力切斷，當壓縮空氣的壓力小於另一設定值時，離合器將動力接通，其結構簡單、成本小，且有效達到節能減排的目的。

（2）、溼式多片離合器是在油液中工作的，靠油膜傳遞動力可以做到幾乎沒有磨損，使得多片溼式離合器可以做到壽命長、摩擦性能穩定、可靠性高、傳遞力矩大、免維護。

（3）、由於加裝了在發動機與空氣壓縮機之間設置溼式多片式離合裝置，大大節約了汽車的燃油量，減少了二氧化碳的排放量，消除了車輛的排氣噪音，而且由於空氣壓縮機的工作時間減少了，因此也就提高了其壽命，減少了故障率，從而直接提高了行車安全。

附圖說明

圖1為本發明一種空氣壓縮機用溼式多片離合器的整體結構示意圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明了，下面結合具體實例並參照附圖，對本發明進一步詳細說明。應該理解，這些描述只是示例性的，而並非要限制本發明的範圍。此外，在以下說明中，省略了對公知結構和技術的描述，以避免不必要地混淆本發明的概念。

如圖1所示：

一種空氣壓縮機用溼式多片離合器，包括曲軸1、齒柱2、從動盤4、汽缸體10。

所述曲軸1為臺階軸，其包括依次設置的第一臺階面16、第二臺階面9和第三臺階面17。所述齒柱2設於第一臺階面16上，且齒柱2設於曲軸15的一端，且曲軸15與齒柱2之間設有滾針軸承3，齒柱2外設有齒輪1。所述從動盤4的中心為一臺階面，所述從動盤4通過其中心的臺階面扣合於所述曲軸15的第一臺階面16和第二臺階面9上，所述齒柱2與從動盤4之間設有平面軸承20，且所述從動盤4與曲軸1的第二臺階面9之間為花鍵連接。所述汽缸體10設於第三臺階面17上，所述汽缸體10上設有進氣口21，汽缸體10內設有活塞11，所述活塞11在與汽缸體10壁接觸的內圓周和外圓周上均設有活塞密封環18，所述活塞11與汽缸體10壁接觸的外圓周上設有導向環19。

所述活塞18外設有推盤16，所述活塞10與推盤16的一端之間設有平面軸承12，所述推盤16套設於所述從動盤4外，所述推盤16的另一端外部設有外齒殼體9，所述外齒殼體9為一圓槽形殼體，槽形外齒殼體9的底部中心設有通孔，且外齒殼體9通過所述通孔套設於推盤16上，所述外齒殼體9的槽形的底部與推盤16之間還設有預緊膜片17，所述外齒殼體9還設於從動盤4外並與從動盤4扣合設置，所述從動盤4與外齒殼體9之間設有膜片彈簧17，所述膜片彈簧17套設於從動盤4外且與所述推盤16相鄰設置。當活塞11推動推盤16時，推盤16可壓迫膜片彈簧17，壓力可通過膜片彈簧17傳輸至從動盤16。

所述外齒殼體9的槽形空間與齒輪1相鄰的一端設有壓板6，所述壓板6與從動盤4之間設有離合器片16，所述離合器片16包括多個間隔設置的主動片7和從動片8，所述主動片8設於齒柱2的外圓周上，所述從動片7設於外齒殼9上通過花鍵齒連接，所述主動片8為銅基摩擦片或紙基摩擦片，所述從動片8為銅基摩擦片，所述銅基摩擦片所使用的鋼片為60Si2Mn鋼片，其鋼片硬度HRC58-60。所述紙基摩擦片所使用的鋼片為45#鋼，鋼片硬度為HRC35-38。

本發明的溼式多片離合器安裝於發動機與空氣壓縮機之間，來控制空氣壓縮機的工作時間，比如當空氣達到8公斤時，溼式離合器將空壓機動力切斷，當空壓氣小於6公斤時溼式離合器將動力接通，從而達到節能減排的目的。溼式多片離合器是在油液中工作的，靠油膜傳遞動力可以做到幾乎沒有磨損，就使得多片溼式離合器可以做到免維護。溼式多片離合器以其壽命長摩擦性能穩定可靠性高傳遞力矩大等優點可廣泛應用於各種機械設備中。溼式多片離合器按控制方式分為電磁式，氣壓式，油壓式，按工作狀態分為常開式，常閉式，以下以氣壓式為例。

氣壓溼式多片離合器的構造，包括動力傳遞部分和控制部分，動力傳動部分又包含動力輸入軸和動力輸出軸，控制部分包含控制氣缸和復位彈簧，動力輸入軸上安裝有金屬燒結銅基摩擦片或者紙基摩擦片，動力輸出軸上安裝有銅基摩擦片配60SiZMn鋼片，鋼片硬度HRC58-60，紙基摩擦片配45#鋼鋼片，鋼片硬度為HRC35-38。

溼式離合器有兩個工作狀態，即離合器嚙合狀態和分離狀態，考慮到汽車空壓機的工作特性，在本技術方案中選用氣壓常閉溼式多離合器，構造如圖1所示，其工作原理為：

嚙合狀態 （常態）

在常態下，主動片8和從動片7在膜片彈簧5的作用下相互貼緊，使得動力輸入齒柱2與從動盤4之間形成摩擦連接，從動盤4與曲軸15的第二臺階面9之間通過花鍵連接將動力輸出到空壓機曲軸上。

分離狀態

通入氣室22內的壓縮空氣推動活塞11，活塞11推動推盤16向左移動，推盤16克服膜片彈簧5的彈力使其向左移動，續爾使外齒殼體9向左移動，這時主動片8和從動片7相互分離而失去摩擦力，離合器分離。

離合器控制方式為：空壓機離合器由安裝在儲氣瓶上的氣壓換向閥控制，根據車輛工作氣壓設定上限值和下限值，例如，上限設定為8公斤，下限為6公斤，當氣壓達到8公斤時，氣壓換向閥接通，控制離合器嚙合，分離的氣缸得氣，使離合器分離，從而切斷空氣壓縮機的動力輸入，空壓機停止工作。當氣壓低於6公斤時，氣壓換向閥斷開，控制離合器的氣缸在膜片彈簧的作用下復位，同時離合器嚙合，空壓機開始工作。

本發明離合器的最高工作氣壓為10bar，最高轉速為4200rpm，為溼式工作，額定扭矩400NM，可高速動態下嚙合與分離。

本方案中提及的溼式離合器如果得以推廣，按每年200萬臺的裝機量，每輛車工作10小時/天，每輛車的空壓機功率為5KW，空壓機的工作循環為10分鐘工作，10分鐘工作停止，每輛每天可以節約25KW。200萬臺每天節約5000萬千瓦，5千瓦每小時的燃油消耗約為0.25千克，200萬臺每天節約燃油0.28*10000000=2500000千克，柴油的碳強度係數2.63千克CO2/升，柴油每升0.738千克 ，

25000000/1.738=33875338.75/升

33875338.75*2.63=89092140.91/千克

因此，減少二氧化碳排放89092140.91千克，而且消除了車輛的排氣噪音，另外，因為空氣壓縮機的工作時間減少了，提高了其壽命，減少了故障率，從而直接提高了行車安全。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明的保護範圍，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、均包含在本發明的保護範圍之內。