CN106870593A - 可变截面积的离合主缸 - Google Patents

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汪江
马成
戴强
施超
孟祥伟
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    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D25/00—Fluid-actuated clutches
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    • F16D25/14—Fluid pressure control

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Abstract

本发明公开了一种可变截面积的离合主缸，其应用于车辆离合系统，所述离合主缸包括缸体、推杆以及活塞，所述推杆驱动所述活塞沿所述缸体内壁自由运动；沿所述活塞的外壁周向的开设有一限位槽；沿所述缸体的内壁环设有碗口皮碗，所述碗口皮碗的内端为其限位部，所述限位部向内凸出所述缸体内壁；所述活塞向碗口皮碗方向轴向运动，在经过限位槽时，所述限位部沿所述限位槽径向运动。本发明通过在离合主缸活塞行程内改变某一段行程中的离合主缸截面积来实现液压传动比的变动，从而降低在这一段行程中的离合踏板操纵力，结构简单，占用空间小，有效的降低了离合踏板力。

Description

可变截面积的离合主缸
技术领域
本发明涉及车辆离合系统领域，尤其涉及一种可变截面积的离合主缸。
背景技术
由于发动机扭矩日益提升，为有效传递发动机扭矩，离合器压紧力及分离力随之增大，离合踏板操纵力与离合器分离力成正比关系，踏板操纵力偏大易使驾驶员踩踏疲劳，一般乘用车离合踏板最大操作力小于110N。
离合器分离力通过分离轴承、拨叉及液压系统传递到离合踏板，在不考虑系统传递损失的情况下，离合踏板操作力＝离合器分离力/系统总杠杆比，离合器分离力由膜片弹簧产生，因此踏板操纵力特征曲线与膜片弹簧特征曲线相似，离合踏板力随踏板行程的增加先增大后减小。
现有技术一般通过增加助力元件的措施来降低离合踏板最大操纵力，助力元件结构较为复杂，占用的空间较大。
发明内容
本发明提供一种可变截面积的离合主缸，以期避免采用助力元件来降低踏板力时，其结构复杂，占用空间较大的问题。
为了实现上述目的本发明提供一种可变截面积的离合主缸，其应用于车辆离合系统，所述离合主缸包括缸体、推杆以及活塞，所述推杆驱动所述活塞沿所述缸体内壁自由运动；沿所述活塞的外壁周向的开设有一限位槽；沿所述缸体的内壁环设有碗口皮碗，所述碗口皮碗的内端为其限位部，所述限位部向内凸出所述缸体内壁；所述活塞向碗口皮碗方向轴向运动，在经过限位槽时，所述限位部沿所述限位槽径向运动。
优选地，所述限位部径向的沿所述限位槽的运动过程中，所述限位部始终与所述限位槽压紧配合。
优选地，所述碗口皮碗由弹性材料制成。
优选地，所述限位槽为向外开口逐渐增大的弧形槽。
优选地，当所述限位部运动至所述限位槽的最低点时，离合器膜片弹簧的应力最大。
优选地，所述碗口皮碗上横向的开设有补偿缺口，所述补偿缺口位于所述限位部的正上方。
优选地，所述活塞与所述缸体内壁间隙配合。
优选地，所述限位槽具有预设深度。
本发明的效果在于：本发明通过在离合主缸活塞行程内改变某一段行程中的离合主缸截面积来实现液压传动比的变动，从而降低在这一段行程中的离合踏板操纵力，本装置结构简单，占用空间小，有效的降低了离合踏板力。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中可变截面积的离合主缸的主视图。
图2为图1中A－A面的半剖图。
图3为图2中B处的局部放大图。
图4为离合操纵系统的结构图。
图5为离合踏板力行程曲线示意图。
本发明图中：1－缸体2－活塞21－限位槽3－碗口皮碗31－限位部32－补偿缺口4－离合踏板5－离合主缸6－离合器7－液压分离轴承8－膜片弹簧9－管路100－普通主缸的离合踏板力行程曲线101－带可变截面积的离合主缸的离合踏板力行程曲线
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
参见图1到图4所示，为本发明实施例提供的一种可变截面积的离合主缸，其应用于车辆离合系统，离合系统总杠杆比为液压传动比与机械传动比的乘积，液压传动比为离合副缸与离合主缸截面积的比值，本发明通过在离合主缸活塞行程内改变某一段行程中的主缸截面积来实现液压传动比的变动，从而降低在这一段行程中的离合踏板4的操纵力。
具体地，结合图2和图3所示，本发明中，离合主缸5包括缸体1、推杆以及活塞2，推杆驱动活塞2沿缸体1内壁自由运动，活塞2与缸体1间隙配合；其中，本方案中，沿活塞2的外壁周向的开设有一限位槽21，限位槽21实现了活塞2的直径可变。
沿缸体1的内壁环设有碗口皮碗3，碗口皮碗3的内端为其限位部31，限位部31向内凸出缸体1的内壁；活塞2向限位槽21方向轴向运动，在经过限位槽时，限位部31沿所述限位槽21径向运动，其中，碗口皮碗3在限位槽21径向运动过程中，相当于缸体内壁的截面积时刻改变。
其工作原理如下：
离合踏板4与推杆连接，离合踏板4踩下后，推杆推动活塞2由图2从左往右运动，此时离合主缸4截面积恒定，液压传动比保持不变，离合踏板4操纵力按膜片弹簧特征曲线由小变大，直到限位槽21区域运动至限位部31时，踏板力逐渐减小。
限位槽21中间位置与碗口皮碗3接触时，离合踏板运动至图五中的波峰位置，也即限位槽21的最低点时，对应图中的70mm处，此时，离合器膜片弹簧8的应力最大，离合主缸5液压截面积最小，液压传动比达到最大值，恰好离合踏板4运动到离合器膜片弹簧最大力点，离合踏板4最大操纵力因系统总杠杆比的增加而得到减小。
如图4所示，车辆离合系统主要包括，通过管路9顺次连接的踏板4、离合主缸5、离合器6，离合器6通过液压分离轴承7和膜片弹簧8作用实现与离合器的分离或配合，其中，离合踏板力与离合器分离力成正比。
根据公式可知，F踏板＝F离合器/((S副缸/S主缸)＊A踏板)，其中：
F踏板为踏板离合踏板力
F离合器为离合器分离力
S副缸为液压分离轴承截面积
S主缸为离合主缸截面积
A踏板为离合踏板杠杆比
其中，限位部31径向的沿限位槽21的运动过程中，限位部31始终与限位槽21压紧配合，以确保其径向运动过程中，碗口皮碗3的限位部31始终作为作用面与截面积改变的活塞2时刻配合。当活塞2最小外径区域运动至碗口皮碗3处时，S主缸达到最小值，根据上述公式换算，系统传动比变大，此处F踏板离合踏板力相比原先减小25N，踏板力行程曲线变化如图五所示，离合踏板行程为70mm时，为原应力最大，即离合踏板力和膜片弹簧(由于踏板力与膜片弹簧的受力曲线相对应)受力最大点，对应图5中普通主缸的离合踏板力行程曲线100所示。对比带可变截面积的离合主缸的离合踏板力行程曲线101可知，离合踏板力在70mm时，相比较原来减小了25N。
也就是说，本发明通过在离合主缸活塞行程内改变某一段行程中的离合主缸截面积来实现液压传动比的变动，从而降低在这一段行程中的离合踏板操纵力。
其中，本方案中，碗口皮碗3由弹性材料制成，以使得其在缸体1内未与限位槽21配合时，其能进行一定量回缩，以不影响活塞2的正常工作。进一步优选地，还可在碗口皮碗3上横向的开设有补偿缺口32，补偿缺口32位于限位部31的正上方，补偿缺口32的采用，给予碗口皮碗3一定量的收缩空间，确保其能收缩，以不对活塞运动产生干涉。
另外，本方案中，限位槽21为向外开口逐渐增大的弧形槽，此结构下，使得限位槽21的侧壁具有一定的倾斜度，从而使得离合主缸的截面积变化较为平缓，避免在踩踏时，产生顿挫感。
需要说明的是，限位槽21具有预设深度，不同车型，通过不同深度的调整，实现气缸最小截面积的改变，以此进一步改变踏板力。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (8)

1.一种可变截面积的离合主缸，其应用于车辆离合系统，所述离合主缸包括缸体、推杆以及活塞，所述推杆驱动所述活塞沿所述缸体内壁自由运动；其特征在于，
沿所述活塞的外壁周向的开设有一限位槽；
沿所述缸体的内壁环设有碗口皮碗，所述碗口皮碗的内端为其限位部，所述限位部向内凸出所述缸体内壁；
所述活塞向碗口皮碗方向轴向运动，在经过限位槽时，所述限位部沿所述限位槽径向运动。
2.如权利要求1所述的可变截面积的离合主缸，其特征在于，所述限位部径向的沿所述限位槽的运动过程中，所述限位部始终与所述限位槽压紧配合。
3.如权利要求2所述的可变截面积的离合主缸，其特征在于，所述碗口皮碗由弹性材料制成。
4.如权利要求2或3所述的可变截面积的离合主缸，其特征在于，所述限位槽为向外开口逐渐增大的弧形槽。
5.如权利要求4所述的可变截面积的离合主缸，其特征在于，当所述限位部运动至所述限位槽的最低点时，离合器膜片弹簧的应力最大。
6.如权利要求4所述的可变截面积的离合主缸，其特征在于，所述碗口皮碗上横向的开设有补偿缺口，所述补偿缺口位于所述限位部的正上方。
7.如权利要求1所述的可变截面积的离合主缸，其特征在于，所述活塞与所述缸体内壁间隙配合。
8.如权利要求1所述的可变截面积的离合主缸，其特征在于，所述限位槽具有预设深度。
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