CN101493123B - 基于蜗卷弹簧补偿的汽车自动离合器驱动机构 - Google Patents

Abstract

基于蜗卷弹簧补偿的汽车自动离合器驱动机构，我国目前还没有形成产品化的自动离合器控制系统。自动离合器驱动机构是自动离合器控制系统的一个重要组成部分。本发明组成包括：安装在支架上的直流驱动电机及与之连接的自锁式蜗轮蜗杆减速机构，安装在柱形钢筒内的中心驱动轴(13)与自锁式蜗轮蜗杆减速机构的蜗轮连接，中心驱动轴分别与驱动盘(1)及蜗卷补偿弹簧(5)的内端连接，驱动盘上连接有离合器拉索(2)，蜗卷补偿弹簧的外端与缸筒(11)连接，蜗卷补偿弹簧(5)在安装前先加以预紧，缸筒中装有机械限位机构(4)、蜗卷补偿弹簧，缸筒中装有一侧角度位置传感器(6)。本发明应用于汽车自动控制系统领域。

Description

基于蜗卷弹簧补偿的汽车自动离合器驱动机构

技术领域：

本发明涉及一种基于蜗卷弹簧补偿的汽车自动离合器驱动机构。

背景技术：

自动离合器是汽车机械自动变速器的核心和难点技术，我国目前还没有形成产品化的自动离合器控制系统。自动离合器驱动机构是自动离合器控制系统的一个重要组成部分，目前国内在这方面还没有成形产品。

现有的一种自动离合器控制装置由电机、蜗轮蜗杆减速机构、弹簧式蓄能器、驱动缸和控制器等组成。蓄能器采用伸缩式弹簧，在离合器分离时起正向力矩补偿作用，在离合器接合时起反向补偿作用。在分离后和接合过程中，补偿弹簧产生的补偿力和力矩都是非线性变化的，在离合器分离行程中可以起到有益补偿作用，但在空行程节段，这种补偿是有害的，会由于反向补偿力过大，而使电机起动困难，降低了机构的驱动性能。另外该结构采用推杆、液压油路实现离合器操纵，结构复杂，安装不便，同时驱动机构上没有限位机构，可靠性有待进一步提高。

另一种驱动机构形式采用双弹簧结构进行力矩补偿，主助力弹簧主要起离合器工作行程中力矩补偿作用，辅助弹簧主要起空行程阶段力矩平衡作用，减小了主助力弹簧在空行程阶段反向有害补偿。降低了电机起动时的负载转矩。驱动端和离合器通过连杆连接。但此设计没有考虑到离合器在使用一段时间后会发生磨损，其负荷特性会发生变化，弹簧补偿特性和离合器负荷特性将会不匹配，补偿效果将会大打折扣甚至变得不可使用。

还有采用螺杆螺母传动形式，将驱动电机的旋转运动直接转换为驱动端的直线运动，驱动端和离合器通过拉索连接，补偿弹簧仍然采用伸缩式弹簧，补偿力矩仍然是非线性的。

以上装置都有一个特点，那就是均采用伸缩式弹簧作为补偿机构，其补偿力矩均是非线性的。伸缩弹簧补偿机构设计过程复杂，通用性不强，特别是在离合器磨损后，补偿功能将变差甚至不可用。另外，采用蜗轮蜗杆传动形式的装置输出端均采用推杆形式，给驱动机构的连接、布局带来不便。还有一点就是均没有设计机械限位机构，若发生故障，会严重损伤离合器，其工作的可靠性有待进一步验证。

发明内容：

本发明的目的是提供一种结构简单、连接形式和布局方便简单、有效防止故障时离合器受损的基于蜗卷弹簧补偿的汽车自动离合器驱动机构。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

基于蜗卷弹簧补偿的汽车自动离合器驱动机构，其组成包括：安装在支架上的直流驱动电机及与之连接的自锁式蜗轮蜗杆减速机构，安装在柱形钢筒内的中心驱动轴与自锁式蜗轮蜗杆减速机构的蜗轮连接，所述的中心驱动轴分别与驱动盘及蜗卷补偿弹簧的内端连接，所述的驱动盘上连接有离合器拉索，所述的蜗卷补偿弹簧的外端与缸筒连接，所述的蜗卷补偿弹簧在安装前先加以预紧，所述的缸筒中装有所述的机械限位机构、蜗卷补偿弹簧，所述的缸筒中装有一侧角度位置传感器。

所述的基于蜗卷弹簧补偿的汽车自动离合器驱动机构，所述的蜗杆与直流电机轴连接，所述的直流电机的外壳、缸筒、蜗轮蜗杆减速机构的外壳与支架通过螺钉固定连接。

所述的基于蜗卷弹簧补偿的汽车自动离合器驱动机构，所述的驱动盘通过卡槽与拉索连接，所述的拉索另一端直接与离合器摇臂连接，所述的拉索护套两端分别与本机构和变速器上的支架固定连接，所述的驱动盘圆周上开有V形槽，在离合器分离与接合时，拉索沿V形槽随所述的驱动盘运动。

所述的基于蜗卷弹簧补偿的汽车自动离合器驱动机构，所述的限位机构包括固定限位块和活动限位块，所述的固定限位块通过螺钉固定在缸筒壁上，所述的活动限位块固定在所述的中心驱动轴上，所述的缸筒对应有缸筒盖。

这个技术方案有以下有益效果：

1.采用蜗卷弹簧作为力矩补偿机构，结构简单，无需复杂计算，补偿力矩具有线性特性，在离合器空行程阶段不会出现反向补偿力过大的情况，更利于电机快速启动。当离合器发生磨损后，补偿效果能够保持不变。

2.采用拉索驱动形式，直接使用车辆上的离合器拉索，与推杆驱动方式相比，连接形式和布局更加方便和简单。

3.本发明中限位机构由固定限位块和活动限位块组成，固定限位块通过螺钉固定在缸筒壁上，活动限位块固定在中心轴上，与中心轴一起转动。固定限位块和活动限位块形状为扇形，固定块中心角度为180°，活动块中心角度为90°，这样活动块就有90°的活动范围，此活动范围对应离合器的行程，也是角度传感器的工作区间。设计有机械限位机构，简单可靠，在控制系统故障时可对离合器起到保护作用，防止离合器损伤。

4.本发明当电机正向旋转时，通过蜗杆驱动蜗轮正向旋转，此时驱动盘带动拉索运动，使离合器分离。在此过程中，蜗卷弹簧对电机起正向助力作用，可以减轻离合器对于电机的负载，增强机构的驱动性能。在电机断电后，蜗轮蜗杆具有自锁功能，离合器位置保持不变。当电机反向旋转时，离合器接合，蜗卷弹簧起反向助力作用，可以防止由于负载减小而使离合器接合过快。蜗卷弹簧在安装时先加以预紧，工作过程中其变形与总长相比很小，在离合器分离与接合的整个过程中，蜗卷弹簧产生的补偿力基本保持不变。

附图说明：

附图1是本产品的结构示意图。

附图2是附图1的俯视图。

本发明的具体实施方式：

实施例1：

基于蜗卷弹簧补偿的汽车自动离合器驱动机构，其组成包括：中心驱动轴13，直流驱动电机9、自锁式蜗轮蜗杆减速机构、蜗卷补偿弹簧5、驱动盘1、柱型缸筒11、机械限位机构4、角度位置传感器6、离合器拉索2、支架8，所述的中心驱动轴13通过壳体上两端轴承与自锁式蜗轮蜗杆减速机构连接，所述的中心驱动轴13分别与蜗轮7、驱动盘1及蜗卷补偿弹簧5的内端连接，所述的蜗卷补偿弹簧5的外端与缸筒11连接，所述的蜗卷补偿弹簧5在安装前先加以预紧。

所述的基于蜗卷弹簧补偿的汽车自动离合器驱动机构，所述的缸筒11与机械限位机构4、角度位置传感器6连接，所述的蜗卷补偿弹簧5与机械限位机构4安装在缸筒内，所述的蜗轮7与蜗杆10连接，所述的蜗杆10与直流电机轴9连接，所述的直流电机9的外壳、缸筒11、蜗轮蜗杆减速机构的外壳与支架8通过螺钉固定连接。

所述的基于蜗卷弹簧补偿的汽车自动离合器驱动机构，所述的驱动盘1通过卡槽14与拉索2连接，所述的拉索2另一端直接与离合器摇臂15连接，所述的拉索护套3两端分别与本机构和变速器上的支架8固定连接，所述的驱动盘圆周上开有V形槽16，在离合器分离与接合时，拉索沿V形槽随所述的驱动盘运动。

所述的基于蜗卷弹簧补偿的汽车自动离合器驱动机构，所述的限位机构4包括固定限位块和活动限位块，所述的固定限位块通过螺钉固定在缸筒壁上，所述的活动限位块固定在中心驱动轴，所述的缸筒1对应有缸筒盖12。

Claims (3)

1.一种基于蜗卷补偿弹簧补偿的汽车自动离合器驱动机构，其包括：安装在变速器上的支架（8）上的直流驱动电机（9）及与之连接的自锁式蜗轮蜗杆减速机构，其特征是：安装在柱形缸筒（11）内的中心驱动轴（13）与自锁式蜗轮蜗杆减速机构的蜗轮（7）连接，所述的中心驱动轴（13）分别与驱动盘（1）及蜗卷补偿弹簧（5）的内端连接，所述的驱动盘（1）上连接有离合器拉索（2），所述的蜗卷补偿弹簧的外端与所述缸筒（11）连接，所述的蜗卷补偿弹簧（5）在安装前先加以预紧，所述的缸筒（11）中装有机械限位机构（4）和蜗卷补偿弹簧（5），所述缸筒（11）与角度位置传感器（6）连接，所述的限位机构包括固定限位块和活动限位块，所述的固定限位块通过螺钉固定在缸筒壁上，所述的活动限位块固定在所述的中心驱动轴（13）上，所述的缸筒对应有缸筒盖。 

2.根据权利要求1所述的基于蜗卷补偿弹簧补偿的汽车自动离合器驱动机构，其特征是：所述蜗轮蜗杆减速机构的蜗杆（10）与直流驱动电机轴连接，所述的直流驱动电机的外壳、缸筒、蜗轮蜗杆减速机构的外壳与所述支架（8）通过螺钉固定连接。 

3.根据权利要求1或2所述的基于蜗卷补偿弹簧补偿的汽车自动离合器驱动机构，其特征是：所述的驱动盘（1）通过卡槽与所述拉索的一端连接，所述拉索的另一端直接与离合器摇臂连接，所述拉索的护套（3）两端分别与所述汽车自动离合器驱动机构和变速器上的支架（8）固定连接，所述的驱动盘（1）圆周上开有V形槽，在离合器分离与接合时，所述拉索沿V形槽随所述驱动盘运动。

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