CN103382969A - 车辆离合器气动自动操纵装置 - Google Patents

Abstract

车辆离合器气动自动操纵装置，包括压力气源，压力气源通过输气管路分别与多个三位五通中泄电磁阀的压力气体进口相连，每个三位五通中泄电磁阀的A工作口分别通过管路与闭锁阀的左压力气体通路的进口相连，每个三位五通中泄电磁阀的B工作口分别通过管路与一个闭锁阀的右压力气体通路的进口相连，每个闭锁阀的左压力气体通路的出口和右压力气体通路的出口分别对应与一个自动精确回位双活塞杆气缸的左、右工作腔相连，断电时，每个闭锁阀的右压力气体通路和左压力气体通路处于断开状态。其目的在于提供一种可显著提升车辆换挡的平稳性和灵活性，进而可提高车辆发动机的使用寿命，并且故障率低，工作性能稳定可靠的车辆离合器气动自动操纵装置。

Description

车辆离合器气动自动操纵装置

技术领域

本发明涉及一种车辆离合器气动自动操纵装置。

背景技术

现有的车辆上普遍使用的是干式摩擦式离合器，离合器工作时分为分离状态、滑磨状态、结合状态，其中滑磨状态有两种情况，完全结合的滑磨和不完全结合的滑磨，不完全结合的滑磨也叫半联动状态，车辆起步平稳性、换挡品质好坏与离合器操作装置结构与控制策略关系密切，控制好半联动的过程是车辆实现平稳起步的关键。车辆起步的要求是快速平稳，为此，要求驾驶员在松抬离合器踏板时，要做到“快-慢-停-慢-快”，所谓的“快-慢-停-慢-快”的含义如下：

快：开始抬起的自由行程要快，在该阶段，离合器处于分离阶段，不传递动力；

慢：即将到达离合器接触状态时慢抬踏板；

停：离合器半联动状态要略作停顿；

慢：离合器接触后要慢抬踏板；

快：松抬踏板的自由行程要快。

只有做到“快-慢-停-慢-快”，才可保证车辆快速平稳的起步，并可延长相关机械部件的使用寿命，避免相关机械部件迅速损坏。由于操控离合器的上述特殊要求，导致许多人、特别是初学驾驶的人员，很难真正掌握抬起离合器踏板的最佳的操作节奏，很多人由于操作节奏不当，不仅会造成车辆剧烈的变速和振动，在起步时甚至会导致发动机熄火，造成能源的浪费，并且严重影响车内乘坐人员的舒适感。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可实现对车辆离合器按照“快-慢-停-慢-快”的操作节奏进行控制，保证车辆快速平稳的起步，延长相关机械部件的使用寿命，在起步时不会导致发动机熄火，进而可节约能源，让车内乘坐人员感觉舒适的车辆离合器气动自动操纵装置。

本发明的车辆离合器气动自动操纵装置，包括离合器用组合气缸和压力气源，离合器用组合气缸包括同轴设置的左缸体和右缸体，左缸体和右缸体之间设有隔板，右缸体的右端设有右端盖，左缸体的左端设有左端盖，左缸体内设有左活塞，左活塞与左活塞杆的右端相连，左活塞杆沿着所述左缸体的轴线向左延伸穿出所述左端盖，左活塞杆的外端与基座相连，左活塞杆上位于左缸体内的杆段套装有复位压力弹簧，复位压力弹簧的右端顶在所述左活塞左端面上，复位压力弹簧的左端顶在所述左端盖的右端，所述左缸体左端的侧壁上设有与外界连通的排气口，左缸体右端的侧壁上设有换气口；

所述右缸体内设有右活塞，右活塞与右活塞杆的左端相连，右活塞杆沿着所述右缸体的轴线向右延伸穿出所述右端盖，右活塞杆的外端与离合器的拨叉杠杆的一端相连，右缸体左端的侧壁上设有左工作口，右缸体右端的侧壁上设有右工作口；

所述压力气源通过输气管路分别与二位五通换向阀的压力气体进口和比例阀的压力气体进口相连，比例阀的工作口通过串联有二位二通常闭电磁阀的调节气路与左缸体右端的换气口相连，所述二位五通换向阀的A工作口通过串联有二位二通常开电磁阀的快速换气气路与左缸体工作腔右端的换气口相连，二位五通换向阀的A工作口通过左气路与所述右缸体左端的左工作口相连，二位五通换向阀的B工作口通过右气路与右缸体右端的右工作口相连，所述右活塞杆的右端与摩擦片式离合器的拨叉杠杆的一端铰接相连，右活塞杆的右侧设有结束慢行位行程开关，结束慢行位行程开关的右侧设有离合器分离最大位置行程开关，右活塞杆可分别与结束慢行位行程开关和离合器分离最大位置行程开关相配合。

本发明的车辆离合器气动自动操纵装置，其中所述左缸体的长度小于所述右缸体的长度，所述换气口的气道穿过所述隔板与所述左缸体的右工作腔相连，所述排气口的气道穿过所述左端盖与所述左缸体的左工作腔相连，所述左工作口的气道穿过所述隔板与所述右缸体的左工作腔相连，所述右工作口的气道穿过所述右端盖与所述右缸体的右工作腔相连。

本发明的车辆离合器气动自动操纵装置，其中所述隔板的左端面上环绕隔板的中心设有隔板环形槽，左端盖的右端面上环绕左端盖的中心设有端盖环形槽，所述复位压力弹簧的左端插在端盖环形槽内，复位压力弹簧的右端插在所述隔板环形槽内，所述换气口的数量为2个，所述调节气路与所述左缸体右端的一个换气口相连，所述快速换气气路与所述左缸体工作腔右端的另一个换气口相连。

本发明的车辆离合器气动自动操纵装置，其中所述左活塞杆的外端与基座采用铰接相连。

本发明的车辆离合器气动自动操纵装置，其中所述压力气源包括气泵和储气罐，所述输气管路上串联有油水分离器。

与现有技术相比，本发明的车辆离合器气动自动操纵装置，具有以下几项突出的优点：

1、起步过程应平稳、冲击小，可显著减少对传动系的冲击，保证乘坐的舒适性；

2、起步迅速、平稳，可减少离合器的滑磨时间，提高离合器的使用寿命；

3、具有适应离合器、发动机参数变化以及外部行驶环境变化的能力；

4、可实现接合过程的平稳、快捷，并通过有效的技术手段，实现了理想的接合速度。

5、本发明的车辆离合器气动自动操纵装置控制离合器分离时，可不受人的技能因素影响实现离合器的结合的迅速、平稳；本发明的车辆离合器气动自动操纵装置改进了结构，从原理保证了离合器的控制策略更为简单，能够满足机械式变速箱在自动变速时对离合器的要求，在车辆上更显出其突出的优点。

下面结合附图对本发明车辆离合器气动自动操纵装置作进一步说明。

附图说明

图1为本发明的车辆离合器气动自动操纵装置的气动系统的工作原理图；

图2为本发明的车辆离合器气动自动操纵装置的离合器用组合气缸部分的结构示意图的主视图；

图3为本发明的车辆离合器气动自动操纵装置的离合器用组合气缸部分的工作原理图。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，本发明的车辆离合器气动自动操纵装置，包括离合器用组合气缸19和压力气源，压力气源包括气泵32和储气罐31，输气管路20上串联有油水分离器30。离合器用组合气缸19包括同轴设置的左缸体3和右缸体4，左缸体3和右缸体4之间设有隔板2，右缸体4的右端设有右端盖13，左缸体3的左端设有左端盖12，左缸体3内设有左活塞5，左活塞5与左活塞杆10的右端相连，左活塞杆10沿着左缸体3的轴线向左延伸穿出左端盖12，左活塞杆10的外端与基座相连，左活塞杆10上位于左缸体3内的杆段套装有复位压力弹簧6，复位压力弹簧6的右端顶在左活塞5左端面上，复位压力弹簧6的左端顶在左端盖12的右端，左缸体3左端的侧壁上设有与外界连通的排气口7，左缸体3右端的侧壁上设有换气口8；

右缸体4内设有右活塞9，右活塞9与右活塞杆11的左端相连，右活塞杆11沿着右缸体4的轴线向右延伸穿出右端盖13，右活塞杆11的外端与离合器的拨叉杠杆的一端相连，右缸体4左端的侧壁上设有左工作口1，右缸体4右端的侧壁上设有右工作口14；

压力气源通过输气管路20分别与二位五通换向阀21的压力气体进口和比例阀22的压力气体进口相连，比例阀22的工作口通过串联有二位二通常闭电磁阀23的调节气路24与左缸体3右端的换气口8相连，二位五通换向阀21的A工作口通过串联有二位二通常开电磁阀25的快速换气气路26与左缸体工作腔3右端的换气口8相连，二位五通换向阀21的A工作口通过左气路27与右缸体4左端的左工作口1相连，二位五通换向阀21的B工作口通过右气路28与右缸体4右端的右工作口14相连，右活塞杆11的右端与摩擦片式离合器的拨叉杠杆18的一端铰接相连，右活塞杆11的右侧设有结束慢行位行程开关17，结束慢行位行程开关17的右侧设有离合器分离最大位置行程开关16，右活塞杆11可分别与结束慢行位行程开关17和离合器分离最大位置行程开关16相配合。当右活塞杆11向右运动到头，离合器的压盘弹簧会被压紧，离合器的主、被动摩擦片分离。

作为本发明的改进，上述左缸体3的长度小于右缸体4的长度，换气口8的气道穿过隔板2与左缸体3的右工作腔相连，排气口7的气道穿过左端盖12与左缸体3的左工作腔相连，左工作口1的气道穿过隔板2与右缸体4的左工作腔相连，右工作口14的气道穿过右端盖13与右缸体4的右工作腔相连。

作为本发明的进一步改进，上述隔板2的左端面上环绕隔板2的中心设有隔板环形槽，左端盖12的右端面上环绕左端盖12的中心设有端盖环形槽，复位压力弹簧6的左端插在端盖环形槽内，复位压力弹簧6的右端插在隔板环形槽内，换气口8的数量为2个，调节气路24与左缸体3右端的一个换气口8相连，快速换气气路26与左缸体工作腔3右端的另一个换气口8相连。

作为本发明的进一步改进，上述左活塞杆10的外端与基座采用铰接相连。

本发明的车辆离合器气动自动操纵装置在使用时，在正常状态下，车辆正常行驶时，离合器结合，此时各阀均不通电，比例阀22的输出口没有压缩空气输出，二位二通常闭电磁阀23封闭，右缸体4的右工作口14与两位五通换向阀21的P口相连，右缸体4的左工作口1通过两位五通换向阀的A口与大气相通，在压力气体的作用下，右缸体4内的右活塞9回位停留在左端；而左缸体3的换气口8通过快速换气气路26、二位二通常开电磁阀25和两位五通换向阀21的A口与大气相同，在复位压力弹簧6的作用下，左活塞5回位停留在左缸体3的右端，离合器的分离轴承在回位弹簧的作用下停留在最右端(原位)，并与分离杠杆内端面间保持一定的间隙，保证离合器结合可靠。

当需要快速分离离合器时，可通过压力气源经输气管路20、二位五通换向阀21的A工作口、快速换气气路26和左气路27同时向左缸体3内的右工作腔和右缸体4的左工作腔充入压力气体，右缸体4的右工作口14与大气相通，右活塞杆11的右端即可以远远比普通的气缸更加快的速度向右运动，通过离合器的拨叉杠杆迅速让离合器处于分离状态，在此过程中，结束慢行位行程开关17被压下，结束慢行位行程开关17的常开触点闭合，但各阀的工作状态不变，到位后离合器分离最大位置行程开关16立即动作，通过电气控制装置让二位五通换向阀21停止向右缸体4的左工作腔充入压力气体，同时通过二位二通常开电磁阀25截断快速换气气路26，停止向左缸体3内的右工作腔充入压力气体，同时还通过二位二通常闭电磁阀23接通调节气路24(此前调节气路24不通)。由于是双杠同时推，能够更快的分离离合器，可使动力的切断时间大为短，发动机的功率能被充分利用。

当需要按照“快-慢-停-慢-快”的节奏结合离合器时，可通过左气路27、二位五通换向阀21让右缸体4的左工作口1与大气相通，让右缸体4的右工作口14经右气路28、二位五通换向阀21的B工作口、与压力气源连通，右缸体4的右活塞杆11就会在压力气体的作用下，拉着离合器的拨叉杠杆向左快速完成离合器不传递动力的“快”阶段的运动，在瞬间让离合器摩擦片之间的间隙消除。

随后比例阀22按照设定值相对缓慢地降低左缸体3的右工作腔的压力，并在其间通过瞬间的停止释放压力气体、然后再较为缓慢地降低左气缸的右工作腔的压力，让左缸体3、右缸体4在复位压力弹簧6的作用下相对慢速、瞬间停顿、再相对慢速向左运动，左缸体3、右缸体4则让右活塞杆11拉着离合器的拨叉杠杆18完成“慢-停-慢”阶段的运动，以实现离合器半联动状态、即离合器接触后的“慢-停-慢”节奏。

如果需要离合器处于不完全的结合状态，可以通过电气控制装置控制比例阀22，保持比例阀22出口F压力不变，左缸体3内的左活塞5不再移动，即可保持离合器的部分结合状态不变。

完成了“慢-停-慢”阶段运动的右活塞杆11会释放结束慢行位行程开关17，结束慢行位行程开关17的常开触点恢复常开状态，结束慢行位行程开关17的常开触点恢复常开状态会通过电气控制装置导致二位二通常闭电磁阀23断电并断开调节气路24，二位二通常开电磁阀25断电并接通快速换气气路26，随后左缸体3的右工作腔的压力气体通过快速换气气路26经二位五通换向阀21快速排出，让左缸体3、右缸体4在复位压力弹簧6的作用下开始快速向左运动，左缸体3、右缸体4则让右活塞杆11拉着离合器的拨叉杠杆快速完成让离合器结合，完成最后的“快”阶段的运动，由于整个行程与分离离合器对应相等，故可非常精确的按照“快-慢-停-慢-快”的节奏完成结合离合器的过程，以保证车辆快速平稳的起步，并可延长相关机械部件的使用寿命，避免相关机械部件迅速损坏。由于操控离合器是自动完成的，可避免许多人、特别是初学驾驶的人员不能掌握抬起离合器踏板的最佳的操作节奏造成车辆剧烈的变速和振动、在起步时甚至会导致发动机熄火，造成能源的浪费，并且严重影响车内乘坐人员的舒适感等问题。

采用气动操作离合器，还具有作用力柔和，可吸收冲击振动的特点。实验表明，采用本发明的车辆离合器气动自动操纵装置可显著提升操作的平稳性和灵敏性，进而可提高车辆发动机的使用寿命，并且装置的故障率低，工作性能稳定可靠。

本发明的车辆离合器气动自动操纵装置，可满足车辆自动换挡时的如下要求：

1、起步过程应平稳、冲击小，以减少传动系的冲击和保证乘坐的舒适性；

2、起步要迅速、平稳，以减少离合器的滑磨时间，提高离合器的使用寿命；

3、具有适应离合器、发动机参数变化以及外部行驶环境变化的能力；

4、可实现接合过程的平稳、快捷。在离合器自动控制中，离合器接合速度控制分成快、慢、快三个阶段。第一阶段为离合器传递的摩擦力矩小于地面阻力矩阶段，车辆不能运动，该阶段离合器结合应迅速；第二阶段为半接合阶段，此时离合器主从动摩擦片处于滑磨状态，需根据工况控制接合速度以平稳传递发动机动力，同时尽量减少由于滑磨对离合器使用寿命造成的影响，保证起步、换挡质量，该阶段离合器的结合速度应控制好。第三阶段为同步阶段，离合器主从动摩擦片转速一致，将发动机动力完全输出到传动系统，即使快速接合也不至于引起驱动力的变化而影响平顺性，该阶段离合器结合应迅速。第二阶段的接合速度控制是气动AMT(机械变速箱自动换挡)控制系统的核心，本发明通过有效的技术手段，实现了理想的接合速度。

5、本发明的车辆离合器气动自动操纵装置控制离合器分离时，可不受人的技能因素影响实现离合器的结合的迅速、平稳；以前车辆上使用的干式摩擦离合器在车辆起步时要求，松离合器踏板的前三分之二快，中间停顿一下，后三分之一慢慢松开，保证车辆起步快速平稳，由于松离合器的速度不一样，许多人特别是初学驾驶的人员，在起步时很容易熄火。本发明的车辆离合器气动自动操纵装置改进了结构，从原理保证了离合器的控制策略更为简单，能够满足机械式变速箱在自动变速时对离合器的要求，在车辆上更显出其突出的优点。

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，并非对本发明的范围进行限定，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。

Claims (5)

1.车辆离合器气动自动操纵装置，其特征在于：包括离合器用组合气缸(19)和压力气源，离合器用组合气缸(19)包括同轴设置的左缸体(3)和右缸体(4)，左缸体(3)和右缸体(4)之间设有隔板(2)，右缸体(4)的右端设有右端盖(13)，左缸体(3)的左端设有左端盖(12)，左缸体(3)内设有左活塞(5)，左活塞(5)与左活塞杆(10)的右端相连，左活塞杆(10)沿着所述左缸体(3)的轴线向左延伸穿出所述左端盖(12)，左活塞杆(10)的外端与基座相连，左活塞杆(10)上位于左缸体(3)内的杆段套装有复位压力弹簧(6)，复位压力弹簧(6)的右端顶在所述左活塞(5)左端面上，复位压力弹簧(6)的左端顶在所述左端盖(12)的右端，所述左缸体(3)左端的侧壁上设有与外界连通的排气口(7)，左缸体(3)右端的侧壁上设有换气口(8)；

所述右缸体(4)内设有右活塞(9)，右活塞(9)与右活塞杆(11)的左端相连，右活塞杆(11)沿着所述右缸体(4)的轴线向右延伸穿出所述右端盖(13)，右活塞杆(11)的外端与离合器的拨叉杠杆的一端相连，右缸体(4)左端的侧壁上设有左工作口(1)，右缸体(4)右端的侧壁上设有右工作口(14)；

所述压力气源通过输气管路(20)分别与二位五通换向阀(21)的压力气体进口和比例阀(22)的压力气体进口相连，比例阀(22)的工作口通过串联有二位二通常闭电磁阀(23)的调节气路(24)与左缸体(3)右端的换气口(8)相连，所述二位五通换向阀(21)的A工作口通过串联有二位二通常开电磁阀(25)的快速换气气路(26)与左缸体工作腔(3)右端的换气口(8)相连，二位五通换向阀(21)的A工作口通过左气路(27)与所述右缸体(4)左端的左工作口(1)相连，二位五通换向阀(21)的B工作口通过右气路(28)与右缸体(4)右端的右工作口(14)相连，所述右活塞杆(11)的右端与摩擦片式离合器的拨叉杠杆(18)的一端铰接相连，右活塞杆(11)的右侧设有结束慢行位行程开关(17)，结束慢行位行程开关(17)的右侧设有离合器分离最大位置行程开关(16)，右活塞杆(11)可分别与结束慢行位行程开关(17)和离合器分离最大位置行程开关(16)相配合。

2.根据权利要求1所述的车辆离合器气动自动操纵装置，其特征在于：所述左缸体(3)的长度小于所述右缸体(4)的长度，所述换气口(8)的气道穿过所述隔板(2)与所述左缸体(3)的右工作腔相连，所述排气口(7)的气道穿过所述左端盖(12)与所述左缸体(3)的左工作腔相连，所述左工作口(1)的气道穿过所述隔板(2)与所述右缸体(4)的左工作腔相连，所述右工作口(14)的气道穿过所述右端盖(13)与所述右缸体(4)的右工作腔相连。

3.根据权利要求2所述的车辆离合器气动自动操纵装置，其特征在于：所述隔板(2)的左端面上环绕隔板(2)的中心设有隔板环形槽，左端盖(12)的右端面上环绕左端盖(12)的中心设有端盖环形槽，所述复位压力弹簧(6)的左端插在端盖环形槽内，复位压力弹簧(6)的右端插在所述隔板环形槽内，所述换气口(8)的数量为2个，所述调节气路(24)与所述左缸体(3)右端的一个换气口(8)相连，所述快速换气气路(26)与所述左缸体工作腔(3)右端的另一个换气口(8)相连。

4.根据权利要求3所述的车辆离合器气动自动操纵装置，其特征在于：所述左活塞杆(10)的外端与基座采用铰接相连。

5.根据权利要求4所述的车辆离合器气动自动操纵装置，其特征在于：所述压力气源包括气泵(32)和储气罐(31)，所述输气管路(20)上串联有油水分离器(30)。

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