CN101311572A - 控制一体地带有液压随动关联的离合器组的自动装置 - Google Patents

Abstract

本发明描述用于控制一体地带有液压随动关联的离合器组(10)的自动装置。该离合器组(10)包括一个或更多个由一个或更多个弹簧(16)偏压的盘(12，14)。该盘(12，14)通过推力盘(24)驱动，该推力盘(24)被支承在推力轴(18)上，该推力轴(18)以与换档机构的初动轴(20)的端部活动连接的方式被容纳。在该推力轴(18)的内部预设有通道以便使加压油流动，该油供应该离合器(10)的壳体(76)内形成的密封室(64)。包含在该密封室(64)中的加压油驱动活动机构，该活动机构能在该离合器(10)的手动控制未驱动时相对于该弹簧(16)提供的偏压在该盘(12，14)上提供附加偏压。

Description

控制一体地带有液压随动关联的离合器组的自动装置

技术领域

本发明涉及一种用于控制一体地带有液压随动关联(hydraulicfollow-up link)的离合器组以实现车辆的离合器盘的受控滑动自动装置，该车辆尤其是但不必须是二轮车辆。

背景技术

大排量高性能四冲程发动机越来越多地用于二轮车辆上已引发减速过程中的稳定性问题。因这些推进器提供的高制动转矩值，它们易于锁住后驱动轮或使之跳动(bounce)。因此，设计施工人员需要制造具有复杂的跳动防止装置的离合器以便确保在制动过程中稳定性良好。

在运动用摩托车尤其是在节气门全开的情况下，摩托车自身的和驾驶员的重量使重心朝前转向架(forecarriage)移动从而显著地减轻后桥。通常，节气门全开还伴随着由一个或更多个齿轮迅速的减速传动，以便总是将发动机保持在最佳使用范围内，尽最大可能地利用发动机制动以便在尽量小的空间中减速。在这些条件下，几乎完全释放的驱动轮开始跳动和滑动，失去摩托车的最佳姿态，从而妨害安全和正确的弯线入场(curve entry)。

因此，人们研究了专用的所谓滑动离合器(slipper clutch)，旨在限制过量制动转矩，办法是借助离合器盘的受控滑动，实际上使初级传动(primary transmission)与次级传动(secondary transmission)分离。

在道路赛赛场上，滑动离合器可满足性能和可靠性两方面的要求。性能与尽量使驱动轮被压靠在路面上从而避免影响摩托车姿态的跳动出现的强制制动的可能性相连。可靠性则与导致机械应力增加的、节气门全开时出现的过加速(overrevving)的减轻相连。这些应力在越野赛摩托车中也很高，当在跳远(long jump)后着陆时，由于角速度的变化很快换档机构必须耐受较大应力。

在其他越野和低牵引状况(low traction condition)下，跳动防止功能确保减速过程中的稳定性，因为离合器可消除地面上轮胎的反复跳动，防止其锁住。

大多数情况下，当前用于摩托车的公知跳动防止装置一体地集成在离合器组中的，此时通常偏压力因弹簧而在所述盘上形成，该偏压力被视为限制跳动的有利因素，但是该偏压力对传递发动机的最大转矩来说是不够的。因而，附加的偏压(biasing)由斜坡(ramp)或推进器系统(propeller systems)提供，该斜坡或推进器系统基于倾斜度值在转矩下提供所需推力增量。当然，此从属于发动机转矩的值在汽油被切断时消失，使离合器回到低预偏压状态。有时，使用从属于转矩的推进器系统有两方面的作用，即在加速过程中增加作用在所述盘上的偏压，以及当随着汽油的切断从驱动轮到达的转矩颠倒时偏压的降低。这些系统通常优点是在离合器控制杆上偏压不大，随之而来的缺点是制造相当复杂。

另一种类型的跳动防止装置考虑使用惯常离合器，使所述盘上弹簧的偏压足以满足传递发动机所有转矩值的需要。此时，减小偏压以便导致所述盘的滑动通过密封室由低压装置(depression system)来实现，密封室在离合器盖内形成，具有薄膜，该薄膜形成连接到推力盘上的活动壁。当汽油被切断时，低压值(depression value)大大增加，产生一力作用在薄膜的壁上，其这样减轻弹簧的偏压，形成所述跳动防止状态。

上述类型的带有与转矩的随动关联的离合器的机型为最常见机型，但由用特殊组件制成的复杂的组构成，这与惯常离合器形成对照。此外，对这些组件中的某些组件，需采用最先进的制造技术，以便耐受当前推进器的大功率导致的应力。

从而离合器组必须由专门的公司制造，无疑将付出高端成本，从而限制其在中等排量的摩托车上的使用。另一方面，对打算用于运动的大排量摩托车，这些装置越来越常用，但是它们不总是能完全满足某些具有不断增加的需求的消费者的期望。

对这些滑动离合器的性能略加分析即可毫不迟疑的说，它们可以普通操作样式解决许多因采用惯常离合器而产生的问题。但是，当高性能摩托车以极限状态使用例如用于体育比赛时，有待解决的问题变得更大。

综上所述，现在需要通过预先构想较不复杂的装置来解决装有公知跳动防止装置的离合器组的问题，该装置适合于不必然被视为运动用车的车辆，并尽量设置在离合器组的外部。这样，已加以设置以便实现棘手和有时很麻烦的任务的离合器组不承担进一步的功能，这里的承担进一步的功能使其布置和制造乃至装配和维修工作更为复杂。

发明内容

因此，本发明的目的是制造一种用于控制一体地带有液压随动关联的离合器组以实现车辆的离合器盘的受控滑动的自动装置，该车辆尤其是但不必然是二轮车辆，该自动装置易于与任何类型的惯常离合器组相结合。

本发明的另一个目的是制造一种离合器组控制用自动装置，其可使车辆的用户驱动离合器所需的力减至最小。

本发明的再一个目的是制造一种离合器组控制用自动装置，其构造简单，成本低，从而适合于性能水平不特别高的中等排量的摩托车。

按照本发明的这些目的如此实现：制造一种离合器组控制用自动装置，其中传递最大转矩所需的偏压的附加由无级液压随动关联提供，并可随发动机油的受控压力而变，该油供给具有薄膜的所述离合器的壳体内形成的密封室，该薄膜形成与推力盘连接的活动壁。

第一行程部分(first stroke portion)，通过手动启动离合器控制，油流被中断，使推力室内压归零，其通过采用离合器壳体上的薄膜实现，从而，在弹簧的预偏压上的干预之前，液压偏压的附加被排除。

继续手动控制的启动，在弹簧的预偏压上有干预，直到离合器盘完全分离为止。采用此装置，控制上的最大偏压总是保持为设计步骤中设置的、所述弹簧的校准标定(calibration)的偏压，并且是这样的偏压，该偏压被视为对于在车辆减速过程中限制后驱动轮跳动、使离合器滑动是最佳的。

附图说明

按照本发明用于控制为了实现车辆的离合器盘的受控滑动而一体地带有液压随动关联的离合器组的自动装置的特征和优点会因以下参照附图作为非限制例给出的描述变得显而易见，附图中：

图1是在车辆的发动机的停止位置或发动机工作但离合器与液压系统不联锁或部分联锁的情况下按照本发明的离合器组控制用自动装置的剖视图；

图2A和图2B分别是发动机在中-高工作速度下、最大随动关联的情况下图1的装置的细节的局部剖视图和局部放大剖视图；

图3A和图3B分别是离合器的手动控制仅被部分启动的情况下图1的装置的细节的局部剖视图和局部放大剖视图；

图4是图1的装置的剖视图，此时离合器的手动控制被完全启动，图中能看到，除了排除液压随动关联外，与随动关联的整个机构一起移位的压盘；

图5示出参照惯常离合器、按照本发明一体地带有液压随动关联的离合器组控制用自动装置的工作曲线图；

图6是液压随动关联被电子操控的图1的装置的剖视图；而

图7是电子操控被启动时图6中所示装置的局部视图。

具体实施方式

参照附图，示出有离合器组，其整体地用标号10表示，特别适用于摩托车并且属于包括由一个或更多个弹簧16偏压的一个或更多个盘12，14的类型。

采用活动连接而容纳在换档机构的初动轴20的端部的推力轴18通过轴承22支承能驱动离合器10的盘12，14的推力盘24。

推力轴18内布置有圆柱形块26，圆柱形块26设置有一个或更多个油通过用的纵向槽28。在圆柱形块26的一端形成球形凹陷30，该处其容纳离合器10的控制轴32。

如图2A和图2B的局部视图中更清楚地示出的那样，在与球形凹陷30形成的那端相对的圆柱形块26的另一端与推力轴18内形成的座的基部之间，布置有弹性元件34，其在所阐释的实施例中由碟形或膜片弹簧构成，弹簧取向同上述附图，其执行供油阀的功能。

推力轴18内还形成纵向孔36，第一孔38和第二孔40与纵向孔36连通，第一孔38和第二孔40优选地沿垂直于纵向孔36的轴线的方向在轴18自身上横向形成。

在推力轴18的与弹性元件34作用在上面的一端相对的一端，形成油压限制阀42的阀座，该阀座由杯44组成，杯44沿其自身外壳直径(housing diameter)换言之沿推力轴18的纵向自由滑动。限制阀42设置有横向孔46和48供加压油通过，在限制阀42的内部，预设弹簧50，弹簧50在油压未达到某一预定值时使杯44保持被预偏压于其自身挡圈52上。

在推力轴18的限制阀42在上面工作的那个端部周围插有毂54，该毂设置有：口56以便排放油，口56通过横向孔58与外部连通；内喉部60，其与另一纵向孔62相交以便将油送入密封室64；薄膜68和盘70被容纳在那里的该毂的外凸缘的轮廓形状部(shaping)66，薄膜68和盘70通过填塞固定地连接到毂54上，与毂54自身密封连接的薄膜68和盘70形成上述室64的活动壁。

室64由盖72封闭，盖72设置有螺钉74，所述螺钉74在用于薄膜68的凸缘78的外座所处之处、啮合在形成于离合器10的壳体76上的圆形冠状界面上。

图5中示出带有一体化的随动关联区域的本发明的自动装置的工作曲线，参看该曲线图，可见如何有可能通过使用惯常离合器组——但是其具有在设计步骤中限定以便使离合器盘12和14滑动的、作用在离合器盘12和14上的弹簧16的被降低的偏压——在离合器控制上除弹簧16自身的偏压外还形成逐渐增加的液压随动关联，该关联是可变的。这样，随着发动机的转数增加，所增加的驱动转矩被提供，直到偏压的最大值，在该偏压的最大值处，由于限制阀42，在对于惯常离合器而言偏压弹簧本来要被建立的压力之处，造成压力上的削除(cutin pressure(减压))。

为了更容易理解对离合器10的手动控制的启动怎样自动排除液压偏压的增加，有必要详述油路如何在自身一体地带有离合器控制的自动装置内形成。

供应给推力室64的油来自于在换档机构的轴20的内孔与控制轴32之间存在的间隙并穿越圆柱形块26的纵向槽28，直到其到达由膜片弹簧34构成的供油阀为止。当离合器10的手动控制未被启动时，膜片弹簧34呈其本来的圆锥形，如在图2B的局部视图中可见的那样，留一个适当的截面部分(section)供油通过。从而油在其路径上继续行进，在穿越推力轴18上形成的纵向孔36和横向孔40、毂54上形成的喉部60和孔62后，到达推力室64。

在推力轴18上与主纵向孔36相交的横向孔38具有多功能。除了保证离合器组10的运动部件的润滑外，该横向孔38具有精确的校准标定，在相对于带有碟形弹簧34的阀形成的通道截面部分的预定比率的基础上，该横向孔38具有较小的通道截面部分。这样，随着发动机的转数增加直至达到一定的工作速度以前而逐渐增加的油的流量并不产生压力，因为它从孔38流出。随着油的流量增加，在一直到达室64的整个通道上的压力也增加，通过由毂54和薄膜68构成的、所述装置的活动机构，在盘12和14上产生附加偏压，油压是作用在所述薄膜68的表面上的。这产生轴向力，该轴向力通过轴承22和相关档圈80作用在推力盘24上。

油压将随发动机转数逐渐增加，直到如图2A所示的使限制阀42敞开以前油压将逐渐增加。当承受加压油推力的杯44撤回，压缩内簧50，通过孔48赶走其内所含空气，直到在孔48下游布置的孔46打开，加压油通过孔46从排放口56传送以便最终从孔58流出。这些为发动机处于最大转矩工作速度或更高速度的情况下出现的稳态。这样，较高的随动关联的偏压加到弹簧16的偏压上，在离合器盘12和14上获得最大压力。

在其他工况下，其中随动关联的增加是部分的，离合器10的控制手动启动，在这种情况下，偏压的附加因液压随动关联使所述装置中油压归零而被自动取消。此系离合器10的手动控制的第一行程部分所致，此时，轴向偏压比克服离合器弹簧16的偏压所需的偏压小得多，碟形弹簧34被压缩，如图3A和3B的局部视图所示。

在此情况下，通过由于所增加的偏压而变平的碟形弹簧34的壁和圆柱形块26的有轮廓造型的(shaped)端的油通过截面部分减小到比校准标定的孔38的截面低的值。因此，被弹簧50推着的杯44退回到休止位置(图3A)，支靠在挡圈52上。继续离合器控制的启动，对弹簧16的预偏压进行干预，直到离合器盘12和14完全分离为止。

图4表示精确地处于此状态的按照本发明的自动控制装置，换言之，此时，随着离合器10的手动控制被完全启动，液压随动关联被排除。离合器弹簧16被推力盘24压缩，离合器盘12和14自由化，且具有连接到毂54上的薄膜68的活动壁已朝盖72移动，减小油室64的容积，油同时已从横向孔38通过通道流出，而当离合器10的控制将被解除时，通道将使油自身朝室64退回。

从而可容易地理解按照本发明的用于控制一体地带有液压随动关联的离合器组自动装置怎样除了提供能利用带有降低的弹簧偏压的惯常离合器以使盘12和14滑动的上述优点以外，还使得有可能具有控制上的偏压，其决不高于弹簧16的偏压，即使在减速过程中-在某些情况下，盘12和14上的偏压通过随动关联而增加-也是如此。

此外，在此情形下，所述随动关联可通过恰好在离合器的手动控制的第一部分上施加作用来排除，将车辆的驱动轮置于跳动防止的状态下。在减速过程中，盘12和14上弹簧16的偏压不被改变，其优点是使得较易实现紧急关头可能的助推起动(bump start)。重要的是要强调：按照本发明的装置可无区别地用于机械或液压的控制类型的离合器。

到现在为止所描述的装置无疑可有效解决以正常驾驶风格使用惯常控制的离合器可能出现的性能问题中的许多，但是对于与高性能摩托车关联的非常先进的驱动要求而言可能还是不够的。当摩托车以其极限状态使用时，在某些情况下需要获得后轮的跳动防止条件，然后再启动离合器控制，例如在节气门全开时制动器的启动先于离合器，导致偏压转到前转向架上，从而将后驱动轮置于临界地面附着条件(critical grip condition)下。

为了实现离合器盘的滑动，在此情况和其他情况下，即，当驾驶员未必想干预离合器控制时，更复杂的技术方案已被限定，该技术方案外加有某些与到此为止所描述的自动控制装置同时并列起作用的用于该系统的电子操控的部件。

图6示出用于控制一体地带有电子操控液压随动关联的离合器组以实现离合器盘的受控滑动的自动装置。应明确说明，在此图中，只突出显示与先前的附图中所示的自动控制装置的基本版相比较是新加的和更改的部件。

所有由系统的电子操控驱动的组件装在于封闭盖72中形成的适当的座中。接受控制的元件是螺线管82，所示为休止状态，其本身的端部84与摇臂杆86接触。铰接在固定地连接到盖72上的销88上的摇臂杆86将运动传到筒90上，筒90在座92中轴向自由滑动，座92中还容纳有密封元件64。筒90因室64中的压力保持与摇臂杆86的端部的接触。

当处理来自适当地布置在马达的和车辆自身的各种构件上的传感器的信息的车辆的电子变速箱(未示出)发送信号以便激励螺线管82时，该螺线管82对所述装置的干预如图7所示。

在实际应用中，螺线管82的端部84加推力于摇臂杆86，而摇臂杆86又驱动筒90使之朝杯44轴向向前运动。杯44于是缩进直到它使限制阀42的孔46露出来，使油从室64流出并使作用在离合器盘12和14上的压力随后归零。

在此情形下，如果离合器10的手动控制同时由驾驶员启动，因此由毂54和薄膜68组成的整个机构朝最大膨胀体积(bulk)位置向前运动，如图6中虚线突出显示的那样，该机构与为电子操控设置的机械构件所占位置不相抵触，因为自动去启动在随离合器控制而动时实现。假设两个指令因系统中的异常而相扰，以比电子操控的偏压大得多的偏压而运动的离合器10的机械驱动在使筒80和全部连接到其上的组件一直到螺线管82的整个系列都缩回这一点上没问题。

图6所示技术方案顾及摩托车上存在的膨胀体积要求，其中离合器盖的端部通常代表发动机的最外膨胀鼓出。在无此限制的情况下，所述技术方案可大大简化，将螺线管置于离合器的轴线上，其端部84与筒90直接接触。

从而可见，按照本发明的为了实现车辆-特别是两轮车-的离合器的各盘的受控滑动一体地带有液压随动关联的自动离合器控制装置可实现先前突出表示的目标。特别是与公知跳动防止离合器相比较，按照本发明的装置因以下细节而不同：

-使用惯常离合器，并具有降低的弹簧偏压；

-在加速过程中所述盘上的偏压增加，但所述控制上的偏压保持不变；

-在减速过程中，所述盘上的偏压不改变，优点是使之易于实现紧急关头可能的助推起动；

-所述装置的所有组件可采用惯常工艺容易地制造，优点是总成本不高。

此外，这种装置的基本的最节省成本的版本适用于中等或中高性能车辆，对于这类车辆具有适当的成本。对装有排量较大的发动机的车辆或打算供高速应用-其中车辆通常以其上极限状态应用，所述装置又可这样实施，即外加电子操控组件以使其对其他参数例如前制动器的启动尤其是偏压和发动机转数条件以及更多的等等反应灵敏。

总之可对如此设计的本发明的自动离合器控制装置进行为数众多的更改和改型，所有这些更改和改型都被包括在相同的独创概念的范围内；此外，所有细节可由技术上等同的元素取代。在实际应用中，所用材料以及形状和尺寸都一样视技术要求而可为任何所需。

因此本发明的保护范围由所附权利要求界定。

Claims (20)

1.一种用于控制车辆的离合器组(10)的自动装置，该离合器组(10)包括一个或更多个由一个或更多个弹簧(16)偏压的盘(12，14)，所述盘(12，14)通过推力盘(24)被驱动，推力盘(24)被支承在推力轴(18)上，推力轴(18)以与换档机构的初动轴(20)的端部活动连接的方式被容纳，其特征在于：在所述推力轴(18)的内部设有一些通道以便使加压油流动，该油供应到在所述离合器(10)的壳体(76)内形成的密封室(64)，所述包含在所述密封室(64)内的加压油驱动活动机构，该活动机构能在所述离合器(10)的手动控制未被启动时相对于由所述一个或更多个弹簧(16)提供的偏压在所述一个或更多个盘(12，14)上提供附加偏压。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述使加压油流动的通道包括圆柱形块(26)，所述圆柱形块设置有一个或更多个用于所述油通过的纵向槽(28)，并被布置在所述推力轴(18)的内部。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于：所述使加压油流动的所述通道还包括在所述推力轴(18)的内部纵向形成的孔(36)，所述孔(36)与在所述推力轴(18)的内部横向形成的孔(40)连通。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于：在设置有所述纵向槽(28)的所述圆柱形块(26)与所述推力轴(18)的所述纵向孔(36)之间，布置有至少一个弹性元件(34)，所述弹性元件执行加压油输送阀的功能。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于：所述至少一个弹性元件(34)由碟形或膜片弹簧构成。

6.如权利要求4所述的装置，其特征在于：所述孔(36)安置得与用于该油的排出的横向孔(38)连通以确保所述离合器组(10)的运动部件的润滑。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于：所述横向孔(38)被制得具有这样的底部通道截面，该底部通道截面基于相对于由所述弹性元件(34)构成的阀的通道截面的预定比率。

8.如权利要求4所述的装置，其特征在于：在所述推力轴(18)的、与所述弹性元件(34)所作用的端部相对的那个端部形成有用于油压限制阀(42)的阀座。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于：所述限制阀(42)由杯(44)构成，所述杯(44)能随流过一个或更多个在所述限制阀(42)上形成的孔(46)的所述加压油的推力沿所述推力轴(18)的纵向滑动。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于：所述限制阀(42)在其内部设置有弹簧(50)，该弹簧(50)在油压未达到某一预定值时使所述杯(44)保持被预偏压在挡圈(52)上。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于：所述限制阀(42)设置有用于在所述杯被所述弹簧(50)预偏压时该油的排出的横向孔(48)。

12.如权利要求8所述的装置，其特征在于：所述活动机构包括毂(54)，所述毂(54)被插在所述推力轴(18)一端的周围，所述推力轴(18)的该一端与换档机构的所述初动轴(20)所连接的一端相对。

13.如权利要求12所述的装置，其特征在于：所述毂(54)设置有通过横向孔(58)与外部连通的油排出口(56)。

14.如权利要求12所述的装置，其特征在于：所述毂(54)设置有内喉部(60)，其与纵向孔(62)相交，用于将油从限制阀(42)送入所述密封室(64)。

15.如权利要求12所述的装置，其特征在于：所述毂(54)设置有其外凸缘的轮廓形状部(66)，该处容纳有薄膜(68)和盘(70)，该薄膜(68)和盘(70)与毂(54)密封连接，形成所述密封室(64)的活动壁。

16.如权利要求15所述的装置，其特征在于：所述密封室(64)由盖(72)封闭，该盖(72)设置有螺钉(74)，所述螺钉(74)啮合在圆形冠状界面上，该界面形成在所述壳体(76)上。

17.如权利要求15所述的装置，其特征在于：所述壳体(76)设置有用于所述薄膜(68)的凸缘(78)的外座。

18.如在先的权利要求中任何一个所述的装置，还包括用于操控所述自动控制装置的电子装置。

19.如权利要求18所述的装置，其特征在于：所述电子操控装置包括由所述车辆的电子变速箱控制的螺线管(82)以便启动所述活动机构。

20.如权利要求19所述的装置，其特征在于：所述螺线管(82)能通过筒(90)启动所述活动机构，该筒(90)可沿所述推力轴(18)的纵向在座(92)中轴向自由滑动。

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