CN104912962A - 液压式自动离合器装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液压式自动离合器装置，主要包括机械结构和主控电路，机械结构主要由电机、铝壳、离合泵、二位三通阀、三通阀电机和壳体构成；主控电路主要由单片机分别与档位传感器、电机角度传感器、CAN收发器、电机驱动电路、延时断电电路和电源电路连接构成。本发明具有手/自模式一键切换功能，其体积小、重量轻、力矩线性度好、全封闭式机构紧凑能有效防尘，动作部件润滑充分、安装方便，是一款结构简单、经济安全、操作便捷的自动离合器装置。
Description
技术领域
本发明属于汽车离合器领域，尤其涉及一种液压式自动离合器装置。
背景技术
随着经济的高速发展，城市交通问题日益突出，车辆需要频繁的起步、换挡以及停车，而大部分中低端轿车仍采用传统机械变速系统，造成驾驶员的劳动强度很大，需要驾驶员具备很高的驾驶技术，新手驾驶则难以应付这种纯手动的驾驶模式。车辆自动离合器技术是解决这一问题最经济有效途径，如中国专利申请“一种电控自动离合器控制系统”(专利申请号201310493948.0，公开日2014-03-05)和“一种计算机控制的汽车电子自动离合器”(专利申请号201210366511.6，公开日2012-12-26)，其具有结构简单、安装方便、操作简便、电脑控制精度较高等优点，油离配合比较合理，可以为手动档汽车提供更为方便的驾驶条件。然而，它们并未对驾驶的安全性提供可靠保障，驶过程中自动离合器发生故障时，驾驶员行只能停车、熄火、下车，然后，打开发动机盖才能关闭自动离合系统恢复手动模式继续行驶，若在高速公路上故障而停车则极易造成交通事故。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、经济安全、操作便捷的液压式自动离合器装置。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：液压式自动离合器装置，主要包括机械结构和主控电路，机械结构主要由电机、铝壳、离合泵、二位三通阀、三通阀电机和壳体构成；电机通过3个电机紧固螺栓与电机固定钢板连接，电机轴通过法兰轴套与铝壳连接，电机固定钢板通过4个紧固螺栓与铝壳连接，电机角度传感器通过2个传感器紧固螺栓与电机连接，电机轴通过1个齿轮紧固螺栓与齿轮连接，挡圈通过1个挡圈紧固螺栓与光轴齿条连接，支撑轴承与支撑轴连接，支撑轴嵌入光轴齿条，助力弹簧嵌套在挡圈和直线轴承之间，光轴齿条套入直线轴承内，直线轴承嵌入铝壳内，直线轴承通过卡环锁止在铝壳内，离合泵通过2个离合泵紧固螺栓与铝壳连接，二位三通阀通过二位三通阀紧固螺母与二位三通阀固定板连接，二位三通阀固定板嵌入壳体内，二位三通阀轴通过手柄螺栓与连轴器连接，三通阀电机通过4个三通阀电机紧固螺栓与三通阀电机固定板连接，三通阀电机轴通过2个三通阀电机紧固螺栓与连轴器连接，行程开关通过2个行程开关紧固螺栓与壳体连接，壳体切割出限位槽，二位三通阀固定板和三通阀电机固定板通过拉杆螺栓连接，二极管电路板焊接在三通阀电机电源端子上，行程开关端子通过线束与行程开关连接，电源端子通过线束与切换开关连接。
主控电路主要由单片机分别与档位传感器、电机角度传感器、CAN收发器、电机驱动电路、延时断电电路和电源电路连接构成。
针对现有自动离合器存在安全性不足的问题，发明人综合考虑了安全、经济、便捷等实际情况设计制作了一种更加先进完善的液压式自动离合器装置，主要包括机械结构和主控电路，机械结构主要由电机、铝壳、离合泵、二位三通阀、三通阀电机和壳体构成；主控电路主要由单片机分别与档位传感器、电机角度传感器、CAN收发器、电机驱动电路、延时断电电路和电源电路连接构成。本发明具有手/自模式一键切换功能，其体积小、重量轻、力矩线性度好、全封闭式机构紧凑能有效防尘，动作部件润滑充分、安装方便，是一款结构简单、经济安全、操作便捷的自动离合器装置。
附图说明
图1是本发明液压式自动离合器装置的结构及使用状态示意图一(沿光轴齿条轴向的剖面)。
图2是本发明液压式自动离合器装置的外观主视图。
图3是本发明液压式自动离合器装置的外观后视图。
图4是本发明液压式自动离合器装置的结构及使用状态示意图二(垂直光轴齿条轴向向的剖面)。
图5是本发明液压式自动离合器装置的主控电路原理图。
图中：1卡环，2铝壳，3直线轴承，4助力弹簧，5光轴齿条，6挡圈，7挡圈紧固螺栓，8齿轮紧固螺栓，9电机轴，10齿轮，11支撑轴承，12支撑轴，13离合泵紧固螺栓，14离合泵，15电机，16油管，17拉杆螺栓，18二位三通阀，19二位三通阀固定板，20二位三通阀紧固螺母，21二位三通阀轴，22连轴器，23手柄螺栓，24限位槽，25壳体，26三通阀电机紧固螺栓，27行程开关弹片，28行程开关，29三通阀电机固定板，30三通阀电机轴，31三通阀电机，32行程开关紧固螺栓，33三通阀电机紧固螺栓，34二极管电路板，35电源端子，36行程开关端子，37三通阀电机电源端子，38切换开关，39紧固螺栓，40传感器紧固螺栓，41电机角度传感器，42电机固定钢板，43电机紧固螺栓，44法兰轴套。
具体实施方式
如图1至4所示，本发明的液压式自动离合器装置主要包括机械结构和主控电路，机械结构主要由电机15、铝壳2、离合泵14、二位三通阀18、三通阀电机31和壳体25构成；电机15通过3个电机紧固螺栓43与电机固定钢板42连接，电机轴9通过法兰轴套44与铝壳2连接，电机固定钢板42通过4个紧固螺栓39与铝壳2连接，电机角度传感器41通过2个传感器紧固螺栓40与电机15连接，电机轴9通过1个齿轮紧固螺栓8与齿轮10连接，挡圈6通过1个挡圈紧固螺栓7与光轴齿条5连接，支撑轴承11与支撑轴12连接，支撑轴12嵌入光轴齿条5，助力弹簧4嵌套在挡圈6和直线轴承3之间，光轴齿条5套入直线轴承3内，直线轴承3嵌入铝壳2内，直线轴承3通过卡环1锁止在铝壳内，离合泵14通过2个离合泵紧固螺栓13与铝壳2连接，二位三通阀18通过二位三通阀紧固螺母20与二位三通阀固定板19连接，二位三通阀固定板19嵌入壳体25内，二位三通阀轴21通过手柄螺栓23与连轴器22连接，三通阀电机31通过4个三通阀电机紧固螺栓33与三通阀电机固定板29连接，三通阀电机轴30通过2个三通阀电机紧固螺栓26与连轴器22连接，行程开关28通过2个行程开关紧固螺栓32与壳体25连接，壳体25切割出限位槽24，二位三通阀固定板19和三通阀电机固定板29通过拉杆螺栓17连接，二极管电路板34焊接在三通阀电机电源端子37上，行程开关端子36通过线束与行程开关28连接，电源端子35通过线束与切换开关38连接。
本发明液压式自动离合器装置的工作过程
驾驶员换档时，电机通电，电机轴带动齿轮转动，光轴齿条通过与齿轮的啮合做直线运动。与此同时，助力弹簧释放弹力作用在挡圈上，推动光轴齿条直线运动，光轴齿条推动离合泵内部的活塞使离合泵内腔体的液压油从出油口排出，并通过油管16注入图4所示的二位三通阀的端口1，后从端口3注入到变速箱内部的离合泵内，使得内部离合器片分离，达到踩离合的目的。
当换档杆被置于空档位置时，电机通反向电流，电机轴带动齿轮转动，光轴齿条通过与齿轮的啮合做反向直线运动。与此同时，挡圈克服助力弹簧的弹力，助力弹簧被压缩，离合泵内部活塞复位，此时，变速箱内部离合泵的液压油通过二位三通阀的端口3进入，后从端口1输出，通过油管回流到图1所示的离合泵的出油口，进入离合泵的内部腔体内。此过程变速箱内部的离合泵卸油，离合器摩擦片恢复结合状态。
当需要切换到手动模式时(或自动离合器发生故障时)，按下切换开关38，电流经切换开关供给二极管电路板，然后供给三通阀电机电源端子，使得三通阀电机得电。三通阀电机轴转动，通过连轴器带动二位三通阀轴转动，当手柄螺栓在限位槽内跟随连轴器旋转并压到行程开关弹片27时，三通阀电机电源被切断，三通阀电机停止旋转，使得二位三通阀的通路由1、3导通变成2口，3口导通、1口，3口截止。此时，自动模式切断，手动模式开启。手动模式下，液压油从原车离合泵管道进入二位三通阀端口2，后从端口3输出进入变速箱内部离合泵，使得离合器片分离，松开离合后液压油路反向流动。
如图5所示，主控电路主要由单片机分别与档位传感器、电机角度传感器41、CAN收发器、电机驱动电路、延时断电电路和电源电路连接构成，控制过程分为换挡过程和起步过程。
换挡离合器分离过程
当驾驶员推动换档杆(还没有入档)，档位传感器将换挡信号传输到单片机，单片机识别到换挡信号后输出PWM信号控制电机驱动电路，电机驱动电路输出电流控制电机正向转动，实现踩离合动作，电机同时带动电机角度传感器转动，传感器将电机的角度信号传输到单片机，到单片机检测到踩完离合对应的角度信号后停止向电机驱动电路发出PWM信号，电机停止工作，完成踩离合的过程。
离合器起步结合过程
当换挡杆被推入非空档档位位置后，单片机将采集从OBD接口传至CAN收发器的车速、发动机转速、节气门开度、发动机负荷等数据以及采集电机角度传感器的电机角度信号，并结合电机角度传感器当前值、发动机转速、车速、发动机负荷值、节气门开度等数据，计算相应的占空比信号，并输出电流控制电机驱动电路，电机驱动电路输出端电流将控制电机旋转至设定值，以确保换档的平顺性并避免发动机熄火。离合器起步过程完成。
电源电路将确保单片机供电电路的正常，并起到对干扰信号的滤波作用。当驾驶员将点火开关置于OFF档时，单片机将延时切断电机驱动电路电源，并控制电机松开离合。
Claims (2)
1.一种液压式自动离合器装置，主要包括机械结构和主控电路，其特征在于：所述机械结构主要由电机(15)、铝壳(2)、离合泵(14)、二位三通阀(18)、三通阀电机(31)和壳体(25)构成；电机(15)通过3个电机紧固螺栓(43)与电机固定钢板(42)连接，电机轴(9)通过法兰轴套(44)与铝壳(2)连接，电机固定钢板(42)通过4个紧固螺栓(39)与铝壳(2)连接，电机角度传感器(41)通过2个传感器紧固螺栓(40)与电机(15)连接，电机轴(9)通过1个齿轮紧固螺栓(8)与齿轮(10)连接，挡圈(6)通过1个挡圈紧固螺栓(7)与光轴齿条(5)连接，支撑轴承(11)与支撑轴(12)连接，支撑轴(12)嵌入光轴齿条(5)，助力弹簧(4)嵌套在挡圈(6)和直线轴承(3)之间，光轴齿条(5)套入直线轴承(3)内，直线轴承(3)嵌入铝壳(2)内，直线轴承(3)通过卡环(1)锁止在铝壳内，离合泵(14)通过2个离合泵紧固螺栓(13)与铝壳(2)连接，二位三通阀(18)通过二位三通阀紧固螺母(20)与二位三通阀固定板(19)连接，二位三通阀固定板(19)嵌入壳体(25)内，二位三通阀轴(21)通过手柄螺栓(23)与连轴器(22)连接，三通阀电机(31)通过4个三通阀电机紧固螺栓(33)与三通阀电机固定板(29)连接，三通阀电机轴(30)通过2个三通阀电机紧固螺栓(26)与连轴器(22)连接，行程开关(28)通过2个行程开关紧固螺栓(32)与壳体(25)连接，壳体(25)切割出限位槽(24)，二位三通阀固定板(19)和三通阀电机固定板(29)通过拉杆螺栓(17)连接，二极管电路板(34)焊接在三通阀电机电源端子(37)上，行程开关端子(36)通过线束与行程开关(28)连接，电源端子(35)通过线束与切换开关(38)连接。
2.根据权利要求1所述的液压式自动离合器装置，其特征在于：所述主控电路主要由单片机分别与档位传感器、电机角度传感器(41)、CAN收发器、电机驱动电路、延时断电电路和电源电路连接构成。
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