CN106183804A - 一种助力可调的离合踏板 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提出一种助力可调的离合踏板，在因磨损而导致离合踏板力沉重时，可以通过后期调节助力的方式，将离合踏板力调节至舒适的范围，以提高汽车的舒适性，降低驾驶者的疲劳。本发明的助力可调的离合踏板包括踏板支架、踏板臂、弹簧、助力轴、导向杆、导向套、扭臂、扭臂轴、调节螺母；助力轴固定安装于踏板支架上，并位于踏板转轴的下方；导向杆的底端可转动地安装于助力轴上，导向杆的上部设有螺纹，调节螺母安装于导向杆上；扭臂的顶端与踏板臂铰接，扭臂的底端通过扭臂轴与导向套的顶端连接；导向套的下部及导向杆的上部均套于弹簧内；弹簧的底端与调节螺母相抵；导向杆的轴线与扭臂的轴线成一定夹角。

Description

一种助力可调的离合踏板

技术领域

本发明涉及汽车离合踏板领域，具体涉及到一种助力可调的离合踏板。

背景技术

手动挡车辆在行驶过程中，驾驶者要不断根据情况来踩、松离合踏板以进行换挡，因此舒适的离合踏板对减轻驾驶者的疲劳，提高汽车的舒适性方面具有重要作用。

专利号为201510166226.3的发明专利公开了一种离合踏板机构，属于乘用车底盘技术领域。所述离合踏板机构包括：踏板支架、离合踏板、踏板臂、踏板转轴、拐型结构、圆柱伸缩弹簧和踏板驱动臂；离合踏板与踏板臂一端固定连接；踏板支架设置有弹簧固定轴和拐型固定轴；拐型结构设置有弹簧连接轴、拐型安装孔和驱动臂连接轴，拐型结构通过拐型安装孔与拐型固定轴连接，踏板驱动臂一端与驱动臂连接轴连接；圆柱伸缩弹簧分别与弹簧连接轴、弹簧固定轴连接；踏板驱动臂通过踏板转轴与踏板臂固定连接；踏板转轴与踏板支架铰接。该发明虽然解决了现有离合踏板操作的便利性较低，效率较低的问题，实现了提高便利性和效率的效果，但是在行驶一定里程后，离合器因磨损而导致分离力增加；同时零部件磨损导致系统阻尼增加，基于上述原因导致离合踏板力沉重，影响驾驶舒适性。

目前并没有可以在使用后期可以自行调节助力的离合踏板。

发明内容

本发明的目的是提出一种助力可调的离合踏板，在因磨损而导致离合踏板力沉重时，可以通过后期调节助力的方式，将离合踏板力调节至舒适的范围，以提高汽车的舒适性，降低驾驶者的疲劳。

本发明的助力可调的离合踏板包括踏板支架、通过踏板转轴安装于踏板支架上的踏板臂，踏板臂的自由端设有踏板垫；关键在于该离合踏板还包括弹簧、助力轴、导向杆、导向套、扭臂、扭臂轴、调节螺母；其中：所述助力轴固定安装于踏板支架上，并位于踏板转轴的下方；导向杆的底端可转动地安装于助力轴上，导向杆的上部设有螺纹，调节螺母安装于导向杆上；扭臂的顶端与踏板臂铰接，扭臂的底端通过扭臂轴与导向套的顶端连接；导向套的下部设有圆柱状的第一限位部，所述第一限位部及导向杆的上部均套于弹簧内，导向套的上部设有与弹簧的顶端相抵、防止弹簧脱出的防脱部；弹簧的底端与调节螺母相抵；导向杆的轴线与扭臂的轴线成一定夹角。

上述弹簧的两端分别与调节螺母、导向套的防脱部相抵，处于压缩状态，而通过改变调节螺母位于导向杆上的位置，也就是改变调节螺母与导向套之间的间距，即可改变弹簧的压缩程度。由于导向杆的轴线与扭臂的轴线成一定夹角（即导向杆的轴线与扭臂的轴线不是平行关系），当踩离合踏板时，扭臂轴会随着踏板臂绕踏板转轴中心做圆弧运动，并逐渐压缩弹簧；当扭臂轴越过踏板转轴中心与助力轴的连线后，弹簧的弹力作用在扭臂的底端，并向上推动扭臂，使扭臂相对于踏板支架转动；扭臂转动的同时，将弹簧的弹力转化为施加给踏板臂的向下的助力。当车辆行驶一定里程后，最大离合踏板力沉重时，通过调整导向杆上的调节螺母，增大弹簧的压缩量，即可增加弹簧助力值，改善驾驶舒适性。第一限位部及导向杆的上部均套于弹簧内，可以避免弹簧弯曲变形，从而使得弹簧的弹力方向可控。

进一步地，所述导向杆上还安装有锁紧螺母，所述锁紧螺母位于调节螺母的下方。在调节螺母的位置调整完毕后，将锁紧螺母与调节螺母贴紧，即可防止调节螺母松动。

进一步地，所述调节螺母的上部设有伸入弹簧内的空心圆柱状的第二限位部，以防止弹簧的底端相对于调节螺母窜动，使得弹簧的弹力发生突变。

进一步地，所述导向套的上部设有限位槽，所述扭臂的底端伸入至限位槽内，并利用穿过限位槽槽壁及扭臂的转轴与导向套活动连接。限位槽能够对钣金制成的片状扭臂形成限位，使得扭臂不能够沿着转轴的轴线窜动，从而严格限制扭臂的运动路线。

进一步地，所述导向杆的底端设有转轴孔，助力轴的自由端的端部由外向内依次设有径向环形卡槽和环形台阶，转轴孔套于助力轴的自由端，并位于环形台阶和径向卡槽之间；环形卡槽上安装有开口卡片，将导向杆活动卡设于开口卡片与环形台阶之间，从而将导向杆的底端可转动地安装于助力轴上。通过开口卡片和环形台阶的方式，可以非常方便地安装或者拆卸导向杆。

进一步地，所述转轴孔与助力轴之间安装有衬套，以减少转轴孔及助力轴的磨损，延长使用寿命。

进一步地，为防止导向杆相对于助力轴窜动，所述环形台阶的外径大于转轴孔孔径，或者助力轴在导向杆与环形台阶之间设有外径大于转轴孔孔径的垫片，通过环形台阶或垫片即可对导向杆形成限位。

进一步地，所述踏板支架是由中部的主板和两侧的翼板一体构成的槽形结构，所述助力轴的固定端设有螺纹，助力轴的固定端依次穿过两侧的翼板，并与另一侧的翼板通过旋于助力轴上的螺母连接；助力轴的自由端露出于踏板支架外，所述弹簧、导向杆、导向套、扭臂均与助力轴的自由端位于踏板支架的同一侧。槽形结构有助于增强踏板支架的强度，而将弹簧、导向杆、导向套、扭臂设于踏板支架的外侧，方便在后期对调节螺母进行调整，优选地，助力轴的自由端应露出于踏板支架的朝向油门踏板的一侧，操作更加方便。

进一步地，所述踏板臂沿其轴向设有至少两个安装孔；所述扭臂的顶端可选择地安装于其中一个安装孔处。通过选择不同的安装孔，可以改变扭臂的初始形态，进而设置弹簧的初始弹力；而且，经过长期使用后，即使改变调节螺母的位置，可能也无法满足对离合助力的要求，此时就可以通过改变扭臂的安装位置，来增大离合助力。

本发明的离合踏板可以通过调整，使离合踏板力始终处于一个舒适的范围，降低了驾驶者的疲劳度，有利于提高汽车的舒适性。

附图说明

图1是本发明的离合踏板的轴视图。

图2是本发明中的弹簧部分的结构放大示意图。

图3是本发明中的弹簧部分的爆炸视图。

图4是本发明的力学分析图。

图5是图4的简化图。

附图标示：1、弹簧；2、助力轴；201、卡槽；202、环形台阶；3、导向杆；4、导向套；401、第一限位部；402、防脱部；403、限位槽；5、扭臂；6、扭臂轴；7、调节螺母；701、第二限位部；8、锁紧螺母；9、踏板支架；10、踏板转轴；11、踏板臂；1101、安装孔；12、踏板垫；13、开口卡片；14、衬套；15、垫片。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施实例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。

实施例1：

如图所示，本实施例的助力可调的离合踏板包括弹簧1、助力轴2、导向杆3、导向套4、扭臂5、扭臂轴6、调节螺母7、锁紧螺母8、踏板支架9、通过踏板转轴10安装于踏板支架9上的踏板臂11，踏板臂11的自由端设有踏板垫12；其中：

踏板支架9是由中部的主板和两侧的翼板所一体构成的槽形结构，翼板设有用于安装助力轴2的通孔，且两个翼板的通孔直径不同；助力轴2位于踏板转轴10的下方，助力轴2的一端为固定端，另一端为自由端，助力轴2的固定端设有螺纹，助力轴2的中部直径大于固定端对应侧的翼板通孔的直径，助力轴2的固定端依次穿过两侧的翼板，其端部旋有螺母（图中未画出螺母），该螺母与助力轴2的中部配合，将翼板夹于中间，从而将助力轴2与踏板支架9固定连接；助力轴2的自由端露出于踏板支架9外（即附图1中的踏板支架9的左侧），所述弹簧1、导向杆3、导向套4、扭臂5均与助力轴2的自由端位于踏板支架9的同一侧。

导向杆3的底端设有转轴孔，助力轴2的自由端的端部由外向内依次设有径向环形卡槽201和环形台阶202，转轴孔套于助力轴2的自由端，并位于环形台阶202和径向卡槽201之间；环形卡槽201上安装有开口卡片13，将导向杆3活动卡设于开口卡片13与环形台阶202之间，从而将导向杆3的底端可转动地安装于助力轴2上。

转轴孔与助力轴2之间安装有衬套14，以减少转轴孔及助力轴2的磨损，延长使用寿命。

为防止导向杆3相对于助力轴2窜动，所述环形台阶202的外径大于转轴孔孔径，且助力轴2在导向杆3的两侧均设有外径大于转轴孔孔径的垫片15，通过环形台阶202和垫片15即可对导向杆3形成限位，且形成双保险。

导向杆3的上部设有螺纹，锁紧螺母8和调节螺母7均旋于导向杆3上，锁紧螺母8位于调节螺母7的下方；扭臂5的顶端与踏板臂11铰接，扭臂5的底端通过扭臂轴6与导向套4的顶端连接；导向套4的下部设有圆柱状的第一限位部401，调节螺母7的上部设有空心圆柱状的第二限位部701，第一限位部401、第二限位部701及导向杆3的上部均套于弹簧1内，第一限位部401、第二限位部701的外径略小于弹簧1的内径，以第一限位部401、第二限位部701与弹簧1之间不会随意晃动为宜；导向套4的上部设有与弹簧1的顶端相抵、防止弹簧1脱出的块状防脱部402；弹簧1的底端与调节螺母7相抵；导向杆3的轴线与扭臂5的轴线成一定夹角（即导向杆3的轴线与扭臂5的轴线不是平行关系），该夹角可以根据踏板臂11与踏板支架9的角度来设定，在本实施例中为90°～160°之间。

踏板臂11沿其轴向设有至少两个安装孔1101；所述扭臂5的顶端可选择地铰接于其中一个安装孔1101处。通过选择不同的安装孔1101，可以改变扭臂5的初始形态，进而设置弹簧1的初始弹力；而且，经过长期使用后，即使改变调节螺母7的位置，可能也无法满足对离合助力的要求，此时就可以通过改变扭臂5的安装位置，来增大离合助力。

块状防脱部402设有限位槽403，所述扭臂5的底端伸入至限位槽403内，并利用穿过限位槽403槽壁及扭臂5的扭臂轴6与导向套4活动连接。限位槽403能够对钣金制成的片状扭臂5形成限位，使得扭臂5不能够沿着扭臂轴6的轴线窜动，从而严格限制扭臂5的运动路线。

上述弹簧1的两端分别与调节螺母7、导向套4的防脱部402相抵，处于压缩状态，而通过改变调节螺母7位于导向杆3上的位置，也就是改变调节螺母7与导向套4之间的间距，即可改变弹簧1的压缩程度。由于导向杆3的轴线与扭臂5的轴线成一定夹角，当踩离合踏板时，扭臂轴6会随着踏板臂11绕踏板转轴中心做圆弧运动，并逐渐压缩弹簧1；当扭臂轴6越过踏板转轴中心与助力轴2的连线后，弹簧1的弹力作用在扭臂5的底端，并向上推动扭臂5，使扭臂5相对于踏板支架9转动；扭臂5转动的同时，将弹簧1的弹力转化为施加给踏板臂11的向下的助力。当车辆行驶一定里程后，最大离合踏板力较为沉重时，通过调整导向杆3上的调节螺母7，增大弹簧1的压缩量，即可增加弹簧1助力值，改善驾驶舒适性。第一限位部401及导向杆3的上部均套于弹簧1内，可以避免弹簧1弯曲变形，从而使得弹簧1的弹力方向可控。

下面是具体的受力分析：

如图4所示：R点为踏板垫12的中心点，O点为踏板转轴10的中心点；P点为助力轴2的中心点，Q点为初始状态的扭臂轴6的中心点，Q1为离合踏板下极限状态时的扭臂轴6的中心点。当踩离合踏板时，Q点绕踏板转轴10的中心（O点）做圆弧运动，当Q点通过OP连线后，弹簧1力变为推动踏板向下运动的助力。

PO=L； PQ=Bc；OQ=Ra ；OR=Rp；PO与OQ夹角为α；OR与OQ夹角为β；PO与PQ夹角为a；P点到弹簧1下端面为L1；弹簧1上端面到Q点为L2；弹簧1自由长度为L0；弹簧1的刚度K；

如图5以O点为原点建立坐标系，Q点坐标为（Xc,Yc）；

弹簧1的压缩量为δL=L0-（Bc-L1-L2）；

；

；

；

；

；

由公式得：

；

当调节螺母7向上拧时，即L1增大，从而使F增大。

例如：某车型离合踏板L0=66.8mm，K=11.2N/mm，L=112.15mm，Ra=48.95mm，Rp=300.67mm，L1=7mm，L2=14.6mm，初始α=12.226°，初始β=110°，总行程130mm。规定弹簧1助力值为负，回位力为正，此时最大助力值约为15N。

当调整螺母向上拧13mm，即L1=20mm时，此时最大助力值约为25N。

由此可知，当车辆行驶一定里程踏板力沉重时，通过向上调整导向杆3上的调节螺母7的位置，然后利用锁紧螺母8将其锁死；增大弹簧1压缩量，从而增大弹簧1助力值，即可减小踏板力，改善驾驶舒适性。

Claims (9)

1.一种助力可调的离合踏板，包括踏板支架、通过踏板转轴安装于踏板支架上的踏板臂，踏板臂的自由端设有踏板垫；其特征在于该离合踏板还包括弹簧、助力轴、导向杆、导向套、扭臂、扭臂轴、调节螺母；其中：

所述助力轴固定安装于踏板支架上，并位于踏板转轴的下方；

导向杆的底端可转动地安装于助力轴上，导向杆的上部设有螺纹，调节螺母安装于导向杆上；

扭臂的顶端与踏板臂铰接，扭臂的底端通过扭臂轴与导向套的顶端连接；

导向套的下部设有圆柱状的第一限位部，所述第一限位部及导向杆的上部均套于弹簧内，导向套的上部设有与弹簧的顶端相抵、防止弹簧脱出的防脱部；弹簧的底端与调节螺母相抵；

导向杆的轴线与扭臂的轴线成一定夹角。

2.根据权利要求1所述的助力可调的离合踏板，其特征在于所述导向杆上还安装有锁紧螺母，所述锁紧螺母位于调节螺母的下方。

3.根据权利要求1或2所述的助力可调的离合踏板，其特征在于所述调节螺母的上部设有伸入弹簧内的空心圆柱状的第二限位部。

4.根据权利要求1或2所述的助力可调的离合踏板，其特征在于所述导向套的上部设有限位槽，所述扭臂的底端伸入至限位槽内，并利用穿过限位槽槽壁及扭臂的转轴与导向套活动连接。

5.根据权利要求1或2所述的助力可调的离合踏板，其特征在于所述导向杆的底端设有转轴孔，助力轴的自由端的端部由外向内依次设有径向环形卡槽和环形台阶，转轴孔套于助力轴的自由端，并位于环形台阶和径向卡槽之间；环形卡槽上安装有开口卡片，将导向杆活动卡设于开口卡片与环形台阶之间，从而将导向杆的底端可转动地安装于助力轴上。

6.根据权利要求5所述的助力可调的离合踏板，其特征在于所述转轴孔与助力轴之间安装有衬套。

7.根据权利要求5所述的助力可调的离合踏板，其特征在于所述环形台阶的外径大于转轴孔孔径，或者助力轴在导向杆与环形台阶之间设有外径大于转轴孔孔径的垫片。

8.根据权利要求5所述的助力可调的离合踏板，其特征在于所述踏板支架是由中部的主板和两侧的翼板一体构成的槽形结构，所述助力轴的固定端设有螺纹，助力轴的固定端依次穿过两侧的翼板，并与另一侧的翼板通过旋于助力轴上的螺母连接；助力轴的自由端露出于踏板支架外，所述弹簧、导向杆、导向套、扭臂均与助力轴的自由端位于踏板支架的同一侧。

9.根据权利要求1或2所述的助力可调的离合踏板，其特征在于所述踏板臂沿其轴向设有至少两个安装孔；所述扭臂的顶端可选择地安装于其中一个安装孔处。