CN105416291A - 离合器过载保护装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明离合器过载保护装置及方法涉及一种用于防止变速箱离合器过载冲击的装置及方法。其目的是为了提供一种离合器过载保护装置及方法，能够避免驾驶员因误操作而导致离合器过载，从而提高离合器的使用寿命。本发明中离合器过载保护装置包括空挡信号开关(1)和离合位置开关(6)，空挡信号开关安装在换挡机构上，离合位置开关安装在离合器内，两个开关将自身的信号传递给电子控制单元，其通过过载保护电磁气阀控制执行气缸动作。本发明中离合器过载保护方法包括以下步骤：加装空挡信号开关、离合位置开关(1、6)；设置电子控制单元处理传感器采集到以上两个开关的信号；电子控制单元通过过载保护电磁气阀实现对执行气缸的控制。

Description

离合器过载保护装置及方法
技术领域
本发明涉及车辆车底盘领域，特别是涉及一种用于防止变速箱离合器过载冲击的装置及方法。
背景技术
在超重型手动档底盘中，如果驾驶员在起步或者换档时，踩下离合器踏板的同时又踩踏发动机油门踏板，会导致发动机转速和离合器摩擦片转速差增大，对离合器产生很大的冲击，导致摩擦片早期磨损甚至烧蚀，影响离合器使用寿命。而实际使用过程中，经常有驾驶员误操作，单纯依靠提高离合器设计安全系数、加强对驾驶员的培训，并不能很好的杜绝此类故障的发生。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种离合器过载保护装置及方法，能够避免驾驶员因误操作而导致离合器过载，从而提高离合器的使用寿命。
本发明离合器过载保护装置，包括空挡信号开关和离合位置开关，所述空挡信号开关安装在变速器齿轮箱的换挡机构上，当换挡手柄到达空挡位置时，换挡机构拨叉轴推动空挡信号开关由打开变为闭合，所述离合位置开关安装在离合器内，当离合器内的分离拨叉拉动压盘和摩擦片使离合器与发动机飞轮分离时，离合位置开关由打开变为闭合，所述空挡信号开关和离合位置开关将自身闭合的信号通过传感器传递给电子控制单元，所述电子控制单元对一过载保护电磁气阀输出电信号，所述过载保护电磁气阀控制执行气缸活塞杆伸出顶住油门踏板。
本发明离合器过载保护方法，包括以下步骤：
在变速器齿轮箱换挡机构上加装空挡信号开关，当换挡手柄到达空挡位置时，空挡信号开关由打开变为闭合；
在离合器内加装离合位置开关，当分离拨叉拉动压盘和摩擦片使离合器与发动机飞轮分离时，离合位置开关由打开变为闭合；
设置传感器采集空挡信号开关、离合位置开关的信号；
设置电子控制单元处理传感器采集到的信号；
当电子控制单元判定空挡信号开关与离合位置开关均为闭合时，电子控制单元对过载保护电磁气阀输出电信号，所述过载保护电磁气阀打开，压缩空气进入执行气缸，使执行气缸活塞杆伸出，顶住油门踏板。
本发明离合器过载保护方法，其中所述空挡信号开关设置为常开状态，当换挡手柄到达空挡位置时，换挡机构拨叉轴运动，其推动空挡信号开关动作，空挡信号开关由打开变为闭合。
本发明离合器过载保护方法，其中所述离合位置开关由所述分离拨叉控制开闭，当离合器结合时，离合位置开关被分离拨叉顶压处于打开状态，当离合器与发动机飞轮分离后，分离拨叉不再顶压离合位置开关，离合位置开关处于闭合状态。
本发明采用主动安全的思路，避免驾驶员在起步或换挡时的误操作而对离合器造成损坏。驾驶员对手动挡变速器的换挡动作为踩踏离合器踏板和拉动换挡手柄两个动作的合成，二者缺一不可。单纯的拉动换挡手柄即更换变速器传动比，由于离合器此时结合紧密，不会对离合器造成影响，而单纯的踩踏离合器踏板即松开再结合离合，变速器传动比并没有变，离合器主从动部件转速差不大，因此也不会对离合器造成影响。只有两个动作同时发生时，需要对驾驶员的动作进行干预。当驾驶员同时拉动换挡手柄和踩踏离合器踏板时，空挡信号开关与离合位置开关同时处于闭合状态，其将闭合信号通过传感器传递给电子控制单元，电子控制单元将信号处理后对过载保护电磁气阀输出电信号，所述过载保护电磁气阀打开，压缩空气进入执行气缸，使执行气缸活塞杆伸出，顶住油门踏板。这样，驾驶员即使踩踏油门踏板也不能将其踩下，能够避免驾驶员因误操作而导致离合器过载，从而提高离合器的使用寿命。
下面结合附图对本发明作进一步说明。
附图说明
图1为本发明中离合器过载保护装置的空挡信号开关安装示意图；
图2为本发明中离合器过载保护装置的离合位置开关安装示意图；
图3为本发明中离合器过载保护方法的原理图。
具体实施方式
如图1所示，并结合图2所示，本发明中的离合器过载保护装置包括空挡信号开关1和离合位置开关6，所述空挡信号开关1安装在变速器齿轮箱的换挡机构上，当换挡手柄到达空挡位置时，换挡机构拨叉轴2推动空挡信号开关1由打开变为闭合，所述离合位置开关6安装在离合器内，当离合器内的分离拨叉5拉动压盘4和摩擦片3使离合器与发动机飞轮分离时，离合位置开关6由打开变为闭合，所述空挡信号开关1和离合位置开关6将自身闭合的信号通过传感器传递给电子控制单元，所述电子控制单元对一过载保护电磁气阀输出电信号，所述过载保护电磁气阀控制执行气缸活塞杆伸出顶住油门踏板。
如图3所示，本发明离合器过载保护方法，包括以下步骤：
在变速器齿轮箱换挡机构上加装空挡信号开关1，当换挡手柄到达空挡位置时，空挡信号开关1由打开变为闭合；
在离合器内加装离合位置开关6，当分离拨叉5拉动压盘4和摩擦片3使离合器与发动机飞轮分离时，离合位置开关6由打开变为闭合；
设置传感器采集空挡信号开关1、离合位置开关6的信号；
设置电子控制单元处理传感器采集到的信号；
当电子控制单元判定空挡信号开关1与离合位置开关6均为闭合时，电子控制单元对过载保护电磁气阀输出电信号，所述过载保护电磁气阀打开，压缩空气进入执行气缸，使执行气缸活塞杆伸出，顶住油门踏板。
本发明离合器过载保护方法，其中所述空挡信号开关1设置为常开状态，当换挡手柄到达空挡位置时，换挡机构拨叉轴2运动，其推动空挡信号开关1动作，空挡信号开关1由打开变为闭合。
本发明离合器过载保护方法，其中所述离合位置开关6由所述分离拨叉5控制开闭，当离合器结合时，离合位置开关6被分离拨叉5顶压处于打开状态，当离合器与发动机飞轮分离后，分离拨叉5不再顶压离合位置开关6，离合位置开关6处于闭合状态。
驾驶员拉动换档手柄时必然要经过空档位置，因此对变速器齿轮箱换档机构上加装常开的空档信号开关1，其技术参数见表1。当驾驶员推动换档手柄到达空档位置时，换档机构拨叉轴2运动，推动空档信号开关1动作，开关由打开变为闭合，电信号由0变为6V。
表1空档信号开关参数表
同样的，踩踏离合器踏板后，分离拨叉5拉动压盘4和摩擦片3使离合器与发动机飞轮分离，这时装在分离拨叉5后的离合位置开关6动作，离合位置开关6在离合器结合时被分离拨叉5顶压，其为打开状态；离合器分离后，分离拨叉5不再顶压，离合位置开关6变为闭合，电信号由0变为6V。离合位置开关6与前述的空挡信号开关1结构相同，具体参数见表1。
上述电信号串联输入电子控制单元(ECU)，该处的电子控制单元即为车载电脑，也称为行车电脑。经过ECU处理后，对过载保护电磁气阀输出电信号，过载保护电磁气阀打开，压缩空气进入执行气缸，使执行气缸活塞杆伸出，顶住油门踏板，使驾驶员无法踩下。执行气缸参数见表2。
表2执行气缸参数表
序号 名称 数值 备注
1 工作介质 空气
2 工作压力 max8bar
3 工作温度范围 -40℃～80℃
4 活塞杆直径 30mm
5 工作行程 25mm
这种处理使复杂的人体动作简化为两个电信号，设计可达性好，占用资源少。
通过过载保护电磁气阀控制执行气缸，使发动机油门保持在怠速位置，避免驾驶员误操作增加发动机转速，执行气缸动作简单，气源简单易取，安装位置维修性强，可靠性高。
本发明采用主动安全的思路，避免驾驶员在起步或换挡时的误操作而对离合器造成损坏。驾驶员对手动挡变速器的换挡动作为踩踏离合器踏板和拉动换挡手柄两个动作的合成，二者缺一不可。单纯的拉动换挡手柄即更换变速器传动比，由于离合器此时结合紧密，不会对离合器造成影响，而单纯的踩踏离合器踏板即松开再结合离合，变速器传动比并没有变，离合器主从动部件转速差不大，因此也不会对离合器造成影响。只有两个动作同时发生时，需要对驾驶员的动作进行干预。当驾驶员同时拉动换挡手柄和踩踏离合器踏板时，空挡信号开关1与离合位置开关6同时处于闭合状态，其将闭合信号通过传感器传递给电子控制单元，电子控制单元将信号处理后对过载保护电磁气阀输出电信号，所述过载保护电磁气阀打开，压缩空气进入执行气缸，使执行气缸活塞杆伸出，顶住油门踏板。这样，驾驶员即使踩踏油门踏板也不能将其踩下，能够避免驾驶员因误操作而导致离合器过载，从而提高离合器的使用寿命。
该方法的提出改变了一贯以来被动安全的思想。通过对驾驶员行为的主动干预，保护离合器稳步结合，达到保护离合器的目的。依据该方法生产的离合器过载保护装置应用于底盘已经安全行驶36000km。该方法的应用已经趋于成熟，原理简单，采用的器件(空档信号开关1、离合位置开关6、传感器、ECU、过载保护电磁气阀以及执行气缸)均为车辆通用元器件，价格低廉，安装在重型底盘上将有广阔的市场和良好的经济效益。
以上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的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种离合器过载保护装置，其特征在于：包括空挡信号开关(1)和离合位置开关(6)，所述空挡信号开关安装在变速器齿轮箱的换挡机构上，当换挡手柄到达空挡位置时，换挡机构拨叉轴(2)推动空挡信号开关由打开变为闭合，所述离合位置开关安装在离合器内，当离合器内的分离拨叉(5)拉动压盘(4)和摩擦片(3)使离合器与发动机飞轮分离时，离合位置开关由打开变为闭合，所述空挡信号开关和离合位置开关将自身闭合的信号通过传感器传递给电子控制单元，所述电子控制单元对一过载保护电磁气阀输出电信号，所述过载保护电磁气阀控制执行气缸活塞杆伸出顶住油门踏板。
2.一种离合器过载保护方法，其特征在于，包括以下步骤：
在变速器齿轮箱换挡机构上加装空挡信号开关(1)，当换挡手柄到达空挡位置时，空挡信号开关由打开变为闭合；
在离合器内加装离合位置开关(6)，当分离拨叉(5)拉动压盘(4)和摩擦片(3)使离合器与发动机飞轮分离时，离合位置开关由打开变为闭合；
设置传感器采集空挡信号开关、离合位置开关的信号；
设置电子控制单元处理传感器采集到的信号；
当电子控制单元判定空挡信号开关与离合位置开关均为闭合时，电子控制单元对过载保护电磁气阀输出电信号，所述过载保护电磁气阀打开，压缩空气进入执行气缸，使执行气缸活塞杆伸出，顶住油门踏板。
3.根据权利要求2所述的离合器过载保护方法，其特征在于：所述空挡信号开关(1)设置为常开状态，当换挡手柄到达空挡位置时，换挡机构拨叉轴(2)运动，其推动空挡信号开关动作，空挡信号开关由打开变为闭合。
4.根据权利要求3所述的离合器过载保护方法，其特征在于：所述离合位置开关(6)由所述分离拨叉(5)控制开闭，当离合器结合时，离合位置开关被分离拨叉顶压处于打开状态，当离合器与发动机飞轮分离后，分离拨叉不再顶压离合位置开关，离合位置开关处于闭合状态。
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