CN102588462A - 电气液压伺服离合器及其相应的变速箱和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及离合器技术领域，公开了一种电气液压伺服离合器，一种包含电气液压伺服离合器的电控分离或结合操作方式为压盘式的变速箱，以及装有电气液压伺服离合器的车辆。本发明的电气液压伺服离合器包括助力气缸、四个控制活塞、油壶、助力活塞电磁阀及传感器等结构，助力活塞采用双导向环设计，电磁阀采用高速响应的直动式气压电磁阀，液压工作腔作用力等同助力气缸。推杆行程采用自调结构的行程传感器显示，助力活塞采用弹簧回位，油壶采用集装式设计，液压主缸密封采用双向Y型圈设计。不改变现有安装方式，可直接安装在现有变速箱支架上。还可实现液压腔免排空气，通过程序实时监测液压泄露。特别适合电控分离和结合操作方式膜片压盘型式的变速箱。

Description

电气液压伺服离合器及其相应的变速箱和车辆

技术领域

本发明涉及离合器技术领域，尤其涉及一种适合带有电控操作方式分离和结合动作的变速箱的电气液压伺服离合器，适用于如AMT或其它自动控制离合器的车辆，特别适合电控分离和结合操作方式膜片压盘型式的变速箱。本发明还涉及装有这种离合器的电控分离和结合操作方式膜片压盘型式的变速箱以及装有这种离合器的车辆。

背景技术

在车辆动力系统中，离合器安装在发动机与变速箱之间，对于带有电控操作方式分离和结合动作的变速箱，现有的离合器控制结构比较复杂，安装不便，且行程位置控制不够精确。如申请号为：201020636998，发明名称为《电液控制动力输出离合器》的中国实用新型专利，将液压泵等需要连续动力的装置配置在传动箱动力输出离合器轴的后部,增加了成本和空间，结构非常庞大。

发明内容

本发明首先旨在提供一种电气液压伺服离合器，其采用直动式电磁阀，自动产生高压液压源，通过控制液压能够实现精准行程控制，控制方式简单，特别适合AMT膜片式车辆。

为了实现上述设计目的，本发明采用的方案如下：

一种电气液压伺服离合器，包括液压工作腔、推杆、呼吸孔、排气口、进气口、助力气缸、油壶、液压活塞，还包括控制活塞A1、控制活塞A2、控制活塞A3、控制活塞A4，助力气缸的壳体采用一次冲压成型，助力活塞设为双导向环结构，液压活塞的中段设在液压腔A，液压活塞的末端设置在液压腔B中，其中液压腔A与液压腔B通过液压活塞及双向Y型密封装置隔离开。行程传感器机构设计为自调整结构，满行程为助力活塞总行程，工作行程大于车辆工作分离行程，输出信号为电压形式， 所述行程传感器连接杆固定在助力活塞上，另一端连接传感器机构内部，通过助力活塞的变化实时反馈到传感器的信号变化。

优选的是，按照本发明的电气液压伺服离合器还包括六组直动式电磁阀S1、电磁阀S2、电磁阀S3、电磁阀S4、电磁阀S5、电磁阀S6，其中，电磁阀S1和S2为二位二通电磁阀，其主要作用是控制助力气缸进气和排气，且这两个电磁阀分别通过阀门B1、阀门B2与助力气缸连通。电磁阀S3、电磁阀S4、电磁阀S5、电磁阀S6为二位三通电磁阀，其主要作用是通过控制四个控制活塞的开关，从而控制液压流量，使得推杆都能实现任何精确位置，且后四个电磁阀分别通过四个阀门与进气口连通，且依次连接四个控制腔W1、W2、W3、W4。

优选的是，四个控制活塞均采用弹簧回位，利用了面积差实现液压在限位时产生的高液压，液压主要分大流量通径和小流量通径，从而使得液压能够很好的控制。

优选的是，油壶采用集装式设计，且安装在液压工作腔的侧面或上面，油壶与液压主缸始终保持液压连通。

优选的是，液压活塞采用双向型密封圈密封，在工作时不论推杆是向前或向后都能得到较准确控制。

优选的是，助力气缸通过通道H可与两个阀门分别连通。

优选的是，四个控制腔分别连接四个控制活塞。

优选的是，控制活塞A1、控制活塞A2分别通过两个阀门C1、C2与液压腔A连通，控制活塞A3、控制活塞A4分别通过两个阀门D1、D2与液压腔B连通。

优选的是，助力气缸上设有排气口，从排气口排气。

优选的是，两个阀门C1和C2通过通道G连通，并与液压腔A连通。

优选的是，两个阀门D1和D2通过通道E连通，并与液压腔B连通。

优选的是，控制活塞的顶端通过通道M与油壶连通。

优选的是，六组电磁阀均采用高速响应电磁阀，具有速度快、控制准确等优点。

优选的是，液压主缸作用力等同助力气缸。

优选的是，推杆行程采用自调结构，其补偿行程为免调行程，从而保护了压盘和分离轴承的最佳位置。

优选的是，按照本发明的电气液压伺服离合器内嵌入至少一个RFID标签，其可嵌入到按照本发明的电气液压伺服离合器的上述任一部件中。

本发明的电气液压伺服离合器可以是上述特征的任意组合。

本发明的另一个目的是提供一种电控分离或结合操作方式为压盘式的变速箱，其装有如上述任一方案或其任意组合构成的方案的离合器。

本发明的再一个目的是提供一种车辆，其装有如上述任一方案或其任意组合构成的方案的离合器。

按照本发明的电气液压伺服离合器结构简单、紧凑，体积小维修方便；电磁阀控制方式简单，采用直动式电磁阀设计使用寿命更长。按照本发明的电气液压伺服离合器的行程位置控制非常准确，特别适合AMT膜片压盘式的车辆。按照本发明的电气液压伺服离合器还具有安装空间小、维护方便，轻量化的优点，不改变现有安装方式，可直接安装在现有变速箱支架上，且可实现液压腔免排空气，通过程序实时监测液压泄露。

附图说明

图1为按照本发明的电气液压伺服离合器的一优选实施例的气液回路功能图。

图2为按照本发明的电气液压伺服离合器内的行程传感器装置配置的一优选实施例的示意图。

附图标记为：液压工作腔1，推杆2，助力活塞3，呼吸孔4，呼吸孔5，排气口6，进气口7，液压活塞8，行程传感器9，传感器连杆10，电磁阀S1，电磁阀S2，电磁阀S3，电磁阀S4，电磁阀S5，电磁阀S6，阀门B2，阀门B3，通道H，助力腔N，液压腔A，液压腔B，控制腔W1，控制腔W 2，控制腔W 3，控制腔W 4，通道G，通道E，通道M，阀门C1，阀门C2，油壶Y，阀门D1，阀门D2，控制活塞A1，控制活塞A2，控制活塞A3，控制活塞A4。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的内容进行描述，以下的描述仅是示范性和解释性的，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

一种电气液压伺服离合器，包括液压工作腔1、推杆2、助力活塞3呼吸孔4、呼吸孔5、排气口6、进气口7、、油壶Y、液压活塞8，行程传感器9，传感器连杆10，还包括控制活塞A1、控制活塞A2、控制活塞A3、控制活塞A4，助力气缸F的壳体采用一次冲压成型，助力活塞设计为双导向环结构，液压活塞8的中段设在液压腔A，气压大活塞A的末端设置在液压腔B中，其中液压腔A与液压腔B通过液压活塞及密封装置隔离开。液压工作腔1作用力等同助力气缸工作腔N。行程传感器机构9设计为自调整结构，满行程为助力活塞行程，工作行程大于车辆工作分离行程，输出信号为电压形式， 所述行程传感器连接杆10固定在助力活塞上，另一端连接传感器机构内部，通过助力活塞的变化实时反馈到传感器的信号变化。

本发明的电气液压伺服离合器还包括六组直动式气压电磁阀S1、电磁阀S2、电磁阀S3、电磁阀S4、电磁阀S5、电磁阀S6，其中，电磁阀S1、电磁阀S2为二位二通电磁阀，其主要作用是控制助力气缸N进气和排气，且电磁阀S1、电磁阀S2分别通过阀门B1、阀门B2与助力气缸N连通。电磁阀S3、电磁阀S4、电磁阀S5、电磁阀S6为二位三通电磁阀，其主要作用是通过控制活塞A1、控制活塞A2、控制活塞A3、控制活塞A4的开和关，从而控制液压流量，使得推杆都能实现任何精确位置，且电磁阀S3、电磁阀S4、电磁阀S5、电磁阀S6分别通过阀门B3、阀门B4、阀门B5、阀门B6与进气口7连通，且依次连接四个控制腔W1、控制腔W2、控制腔W3、控制腔W4。六组电磁阀均采用高速响应电磁阀，具有速度快、控制准确等优点。

控制活塞A1、控制活塞A2、控制活塞A3、控制活塞A4均采用弹簧回位，利用了面积差实现液压在限位时产生的高液压，液压主要分大流量通径和小流量通径，从而使得液压能够很好的控制。

油壶Y采用集装式设计，且安装在液压工作腔1的侧面或上面，油壶Y与液压主缸1始终保持液压连通。

液压活塞1采用双向Y型密封圈密封，在工作时不论推杆2是向前或向后都能得到较准确控制。

助力腔N通过通道H可与阀门B1、阀门B2分别连通。

控制腔W1、控制腔W2、控制腔W3、控制腔W4分别连接控制活塞A1、控制活塞A2、控制活塞A3、控制活塞A4。

控制活塞A1、控制活塞A2分别通过阀门C1、阀门C2与液压腔A连通，控制活塞A3、控制活塞A4分别通过阀门D1、阀门D2与液压腔B连通。

助力腔N上设有排气口6，从排气口6排气。

两个阀门C1、阀门C2通过通道G连通，并与液压腔A连通。

两个阀门D1、阀门D2通过通道E连通，并与液压腔B连通。

控制活塞A1、控制活塞A2、控制活塞A3、控制活塞A4的顶端通过通道F与油壶Y连通。

推杆2行程采用自调结构的行程传感器显示，其补偿行程为免调式，从而保护了压盘和分离轴承的最佳位置。

本发明的电气液压伺服离合器可以是上述特征的任意组合。

工作原理：

1、推杆伸出时的动作 (离合器分离)：

当电磁阀S2通电后，动铁芯运动阀门B2口打开，气压从通道H进入助力腔N，推动助力活塞3和推杆向前运动，此时液压腔A液压由于容积减少，液压从通道G经过阀门C1和C2流向油壶Y，反之液压腔B液压由于容积增大，液压也会从阀门D1和D2经过通道E补偿给液压腔B。

随着气压的增加推杆2到达目标值（ECU设定）时，电磁阀S3通电阀门B3打开，气压经过通道进入控制腔W1，控制活塞A1克服回位弹簧运动，阀门C1关闭大流量液压停止回流，此时由于阀门C2小流量阀门还没关闭，推杆2继续向前运动，在达到设定值后，电磁阀S4通电，气压经过通道进入控制腔W2，控制活塞A2克服回位弹簧运动，阀门C2关闭小流量液压停止回流，此时由于液压腔A是处在一个密封的环境，从而使得推杆能够稳稳的停止在所需要的位置。

当推杆2处在设定位置后，电磁阀S5和S6通电阀门打开，气压经过通道进入控制腔W3和W4使得控制活塞运动，阀门D1和D2关闭，液压腔B处在一个密封环境。此时电磁阀S2断电，阀门B2关闭，同时电磁阀S1通电，阀门B1打开，助力气缸N气压从排气口排出。此时由于液压腔B是在密封状态下，推杆2还一直处在设定位置，也就是离合器分离所需的位置。

2、推杆回位时的动作（半离合器结合）：

电磁阀S6断电，控制腔W4气压从通道排出，控制活塞A4在回位弹簧的作用下迅速回位，阀门D1口打开，液压腔B液压从通道E经阀门D1口流向油壶Y，当推杆2回位到目标值时S6通电关闭大流量液压回流，此时液压只能通过阀门D2继续回流，当到达设定值后，可通过控制电磁阀的占空比方式来实现推杆更加缓慢的回位和停止。

3、推杆快速回位时的控制方式

在完成状态1动作后，电磁阀S5和S6同时断电，控制腔W3和控制腔W4气压从通道排出，控制活塞A3和A4在回位弹簧的作用下迅速回位，阀门D1和D2口打开，液压腔B的液压从通道E经阀门D1和D2口流向油壶Y，由于液压泄压比气压快，推杆回位更加迅速。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明范围进行限定，在不脱离本发明设计精神前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

与任何发明相同，本发明的基础是已经公知的现有技术，其各个组成部分也来自于现有技术，为了使本说明书简明，对这些组成部分并没有事无巨细地一一详细描述，本领域技术人员在阅读了本说明书后自然知其所云。在阅读了本说明书后，本领域技术人员会相信，由这些现有技术的结合构成的本发明凝结了发明人大量创造性劳动的结果。

本领域技术人员同样不难看出，本发明是对现有技术的改进，是为解决现有技术中存在的技术问题而将这些现有技术中的要素进行的结合，这种结合凝结了大量的创造性劳动，是发明人大量理论研究和科学实验的结晶。在没有阅读本发明之前，本领域技术人员显然是不容易想到本发明的各个方案的，而在阅读了本说明书后，本领域技术人员不必再付出创造性劳动即可实现本发明的基本技术方案。

Claims (10)

1.一种电气液压伺服离合器，包括液压工作腔（1）、推杆（2）、助力活塞（3），呼吸孔（4、5）、排气口（6）、进气口（7），其特征在于，还包括助力、控制活塞（A1、A2、A3、A4）、油壶（Y）、液压活塞（8），所述助力气缸（F）的壳体采用一次冲压成型，所述助力活塞（3）设为双导向环结构，所述液压活塞（8）的中段设在液压腔（A），所述液压活塞（8）的末端设置在液压腔（B）中，其中液压腔（A）与液压腔（B）通过液压活塞及双向Y型密封装置隔离开，所述行程传感器机构（9）设计为自调整结构，满行程为助力活塞行程，工作行程大于车辆工作分离行程，输出信号为电压形式， 所述行程传感器连接杆（10）固定在助力活塞上，另一端连接传感器机构内部。

2.如权利要求1所述的电气液压伺服离合器，其特征在于，还包括六组直动式气压电磁阀（S1、S2、S3、S4、S5、S6），其中，电磁阀（S1、S2）为二位二通电磁阀，且所述电磁阀（S1、S2）分别通过阀门（B1）、阀门（B2）与助力气缸（N）腔连通,其中（N）腔为助力    腔（行程补偿腔），(L) 腔为工作腔，电磁阀（S3、S4、S5、S6）为二位三通电磁阀，且所述电磁阀（S3、S4、S5、S6）分别通过阀门（B3）、阀门（B4）、阀门（B5）、阀门（B6）与所述进气口（7）连通，且依次连接四个控制腔（W1、W2、W3、W4）。

3.如权利要求1所述的电气液压伺服离合器，其特征在于，所述四个控制活塞（A1、A2、A3、A4）均采用弹簧回位。

4.如权利要求1或2所述的电气液压伺服离合器，其特征在于，所述油壶（Y）采用集装式设计，且安装在液压主缸（1）的侧面或上面，油壶（Y）与液压主缸（1）始终保持液压连通。

5.如权利要求1或2所述的电气液压伺服离合器，其特征在于，所述液压工作腔（1）的采用液压活塞及双向Y型密封圈密封。

6.如权利要求2所述的电气液压伺服离合器，其特征在于，所述助力腔（N）通过通道（H）可与所述阀门（B1）、阀门（B2）分别连通。

7.如权利要求2所述的电气液压伺服离合器，其特征在于，所述四个控制腔（W1、W2、W3、W4）分别连接所述的四个控制活塞（A1、A2、A3、A4）。

8.如权利要求2所述的电气液压伺服离合器，其特征在于，所述控制活塞（A1、A2）分别通过两个阀门（C1、C2）与液压腔A连通，所述控制活塞（A3、A4）分别通过两个阀门（D1、D2）与液压腔B连通。

9.如权利要求1或2所述的电气液压伺服离合器，其特征在于，所述助力腔（N）上设有排气口（6），从所述排气口（6）排气。

10.如权利要求8所述的电气液压伺服离合器，其特征在于，所述两个阀门（C1、C2）通过通道G连通，并与液压腔A连通。

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