CN107031394A - 可变助力的离合踏板总成及其工作方法 - Google Patents

可变助力的离合踏板总成及其工作方法 Download PDF

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汪江
马成
戴强
孟祥伟
施超
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Abstract

本发明公开了一种可变助力的离合踏板总成及其工作方法，包括离合踏板，离合踏板通过转轴转动安装在踏板箱内，还包括叶片弹簧，叶片弹簧的一端固定在踏板箱内，其另一端活动的连接有一滚轴；离合踏板的端部沿其转动方向设有行程片，行程片上具有行程，行程包括：沿离合踏板工作时运动方向反向依次设置的阻力行程和助力行程；阻力行程沿离合踏板转动方向外倾斜设置，助力行程沿离合踏板的转动方向向内倾斜设置；滚轴压紧在行程片上，离合踏板转动并驱动滚轴在行程上运动。本方案通过在离合踏板的端部加设行程片，配合带有滚轮的叶片弹簧，实现离合踏板在踏板力低的区域储能，并在踏板力高的区域释放能量，以此来实现降低离合踏板最大操作力。

Description

可变助力的离合踏板总成及其工作方法
技术领域
本发明涉及车辆制动领域，尤其涉及一种可变助力的离合踏板总成及其工作方法。
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大系统杠杆比的措施来降低离合踏板最大操纵力。系统杠杆比的增加会导致离合器分离行程减小(离合器分离行程＝踏板全行程/系统总杠杆比)，系统杠杆比太大甚至会使离合器分离不彻底，导致无法挂挡的问题。
发明内容
本发明提供一种可变助力的离合踏板总成及其工作方法，以期在不改变系统杠杆比的情况下降低离合踏板的最大操纵力。
为了实现上述目的本发明提供一种可变助力的离合踏板总成，包括离合踏板，所述离合踏板转动安装在踏板箱内，还包括叶片弹簧，所述叶片弹簧的一端固定在所述踏板箱内，所述叶片弹簧的另一端活动的连接有一滚轴；所述离合踏板的端部沿其转动方向设有行程片，所述行程片上具有行程，所述行程包括：沿离合踏板工作时运动方向反向依次设置的阻力行程和助力行程；所述阻力行程沿离合踏板转动方向外倾斜设置，所述助力行程沿离合踏板的转动方向向内倾斜设置；所述滚轴压紧在所述行程片上，所述离合踏板转动并驱动所述滚轴在所述行程上运动。
优选地，所述阻力行程和所述助力行程连续设置，初始时，所述滚轴位于所述阻力行程的最低点，所述叶片弹簧不受力。
优选地，所述叶片弹簧在所述阻力行程上的做功与其在助力行程上的做功相等。
优选地，所述阻力行程和所述助力行程的作用面均为向外凸起的弧形面。
优选地，所述行程还包括回位行程，所述回位行程沿离合踏板的转动方向设置并与助力行程的底端相连，回位行程相对于助力行程反向倾斜。
优选地，所述滚轴始终与所述行程接触。
优选地，所述滚轴通过转轴转动安装在所述叶片弹簧的端部。
本发明还提供一种可变助力的离合踏板总成工作方法，包括可变助力的离合踏板总成，所述可变助力的离合踏板总成采用上述方案中的结构，包括以下步骤：(1)下压离合踏板，滚轴在阻力行程上运动，并通过叶片弹簧提供给离合踏板阻力；(2)继续下压离合踏板，滚轴在助力行程上运动，并通过叶片弹簧提供给踏板助力。
本发明的效果在于：本方案通过在离合踏板的端部加设行程片，配合带有滚轮的叶片弹簧，实现离合踏板在踏板力低的区域储能，并在踏板力高的区域释放能量，以此来实现降低离合踏板最大操作力，
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助力的离合踏板总成的结构示意图。
图2为叶片弹簧对离合踏板力的影响示意图。
本发明图中：1－离合踏板2－踏板箱3－叶片弹簧4－滚轴5－行程片51－阻力行程52－助力行程53－回位行程6－原踏板力曲线7－带叶片弹簧的踏板力曲线8－叶片弹簧力曲线81－第一拐点82－第二拐点
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。
结合图1和图2所示，为本发明实施例提供的一种可变助力的离合踏板总成，包括离合踏板1，离合踏板1转动安装在踏板箱2内，由于离合踏板操纵力特征曲线与离合器膜片弹簧相近，呈现先增大后减小的趋势，本发明通过在踏板力低的区域储能，并在踏板力高的区域释放能量，以此来实现降低离合踏板最大操作力。
具体地，包括叶片弹簧3，其中，叶片弹簧3的一端固定在踏板箱2内，叶片弹簧3的另一端活动的连接有一滚轴4，叶片弹簧3的作用为进行储能或释能。本方案中，滚轴压紧在行程片上，离合踏板转动并驱动所述滚轴在所述行程片上运动。
离合踏板1的端部沿其转动方向设有行程片5，行程片5上具有行程，行程包括：沿离合踏板工作时运动方向反向依次设置的阻力行程51和助力行程52。
由于离合踏板1刚刚踩踏时，离合踏板力比较小，随后在踩的过程中，踏板力为逐渐增大的。因此，阻力行程51沿离合踏板工作时的转动方向外倾斜设置，此时，在刚刚踩踏离合踏板1时，离合踏板1转动使得滚轴4在阻力行程上向外运动，此时，叶片弹簧3形变并储存弹力，同时给予离合踏板1一阻力，从而使得刚刚踩踏时，需较大的踏板力，对叶片弹簧3进行弹力补充。
踏板力继续增大，此时，滚轴4在助力行程52上运动，助力行程52为沿踏板的转动方向向内倾斜设置。此时，由于为下坡，叶片弹簧3释放能量，提供给离合踏板1一助力，有效的降低了离合踏板1的最大操纵力，提高了车辆的舒适性。
叶片弹簧的工作原理：在初始踩离合踏板1时，此时踏板力低，叶片弹簧3储存能量当踏板行程过了第一拐点81(即行程上的波峰)，叶片弹簧3开始释放能量，降低踏板力，以达到降低最大踏板力的效果。
在图2中可以看出当踏板行程在叶片弹簧第一拐点81以前时，叶片弹簧3起到阻力作用，当踏板行程过了第一拐点81后，叶片弹簧3起到助力作用，同时相比较原踏板力曲线6，带叶片弹簧的踏板力曲线7降低了20N的踏板力，使最大踏板力维持在100N左右。其中，图2中的叶片弹簧作用力曲线8实际为叶片弹簧施加给离合踏板的有效踏板力，也即，其力的方向垂直于直径处的力。
其中，本方案中阻力行程51和助力行程52连续设置，以使得阻力行程51和助力行程52过渡平顺，初始时，滚轴4位于阻力行程51的最低点，叶片弹簧3不受力，叶片弹簧3随滚轴4运动而变形，并提供给离合踏板助力或阻力。另外，叶片弹簧3在阻力行程51上的做功与叶片弹簧3在助力行程52上的做功相等。也即，叶片弹簧能量守恒，即曲线在横轴上、下方的投影面积相等。
阻力行程51和助力行程52的作用面均为向外凸起的弧形面，此设计下，滚轴4在行程面上运动时，其在助力阶段和阻力阶段走的路线均为弧形，叶片弹簧3给予离合踏板的作用力为曲线，也就是，阻力阶段，首先为上坡，然后下坡，最后到达最高点，此过程中，叶片弹簧3的弹力逐渐增大，通过弧形的采用，使得初始时，其变化较明显，由此，初始时阻力较大。
而助力阶段下，通过弧形面的采用，使得助力第一阶段时，由于此时对应的叶片弹簧3弹力较大，因此此部分变化较平缓(斜率相对助力行程整体为斜面时较小)，然后，随着离合踏板1继续运动，逐渐到达初始阶段最底端。然后随着离合踏板的继续运动，进入助力时的第二阶段，此阶段由于叶片弹簧3的弹力较小，因此变化较为剧烈(斜率相对于助力行程整体为斜面时较大)。此设计目的使得叶片弹簧3在助力阶段施加给离合踏板1的扭矩恒定。
为了方便离合器踏板的回位，本方案中，行程片的行程还包括回位行程，其中，回位行程53沿离合踏板1的转动方向设置并与助力行程52的底端相连，回位行程53相对于助力行程52反向倾斜。当踏板行程过了助力行程52后，滚轴4在回位行程53运动，叶片弹簧3又起到阻力作用，如图2所示，叶片弹簧对离合踏板的作用力在第二拐点82后进入回位行程，回位行程增加了15N的回复力，帮助离合踏板1回位，极大的改善了踏板操纵的舒适性。
在上述多个方案中，滚轴4在运动过程中始终与行程片5的行程接触，也即，离合踏板始终通过行程片与叶片弹簧作用。另外，本方案中，滚轴通过转轴转动安装在所述叶片弹簧的端部。
本发明还提供一种可变助力的离合踏板总成的工作方法，包括可变助力的离合踏板总成，其中，可变助力的离合踏板总成采用上述方案中的结构，包括以下步骤：(1)下压离合踏板，滚轴在阻力行程上运动，并通过叶片弹簧提供给离合踏板阻力；(2)继续下压离合踏板，滚轴在助力行程上运动，并通过叶片弹簧提供给踏板助力。
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)

1.一种可变助力的离合踏板总成，包括离合踏板，所述离合踏板转动安装在踏板箱内，其特征在于，
还包括叶片弹簧，所述叶片弹簧的一端固定在所述踏板箱内，所述叶片弹簧的另一端活动的连接有一滚轴；
所述离合踏板的端部沿其转动方向设有行程片，所述行程片上具有行程，所述行程包括：沿离合踏板工作时运动方向反向依次设置的阻力行程和助力行程；所述阻力行程沿离合踏板转动方向外倾斜设置，所述助力行程沿离合踏板的转动方向向内倾斜设置；
所述滚轴压紧在所述行程片上，所述离合踏板转动并驱动所述滚轴在所述行程上运动。
2.如权利要求1所述的可变助力的离合踏板总成，其特征在于，所述阻力行程和所述助力行程连续设置，初始时，所述滚轴位于所述阻力行程的最低点，所述叶片弹簧不受力。
3.如权利要求2所述的可变助力的离合踏板总成，其特征在于，所述叶片弹簧在所述阻力行程上的做功与其在助力行程上的做功相等。
4.如权利要求1－3任一项所述的可变助力的离合踏板总成，其特征在于，所述阻力行程和所述助力行程的作用面均为向外凸起的弧形面。
5.如权利要求1所述的可变助力的离合踏板总成，其特征在于，所述行程还包括回位行程，所述回位行程沿离合踏板的转动方向设置并与助力行程的底端相连，回位行程相对于助力行程反向倾斜。
6.如权利要求5所述的可变助力的离合踏板总成，其特征在于，所述滚轴始终与所述行程接触。
7.如权利要求6所述的可变助力的离合踏板总成，其特征在于，所述滚轴通过转轴转动安装在所述叶片弹簧的端部。
8.一种可变助力的离合踏板总成工作方法，包括可变助力的离合踏板总成，其特征在于，所述可变助力的离合踏板总成采用如权利要求1－7任一项所述的结构，包括以下步骤：(1)下压离合踏板，滚轴在阻力行程上运动，并通过叶片弹簧提供给离合踏板阻力；(2)继续下压离合踏板，滚轴在助力行程上运动，并通过叶片弹簧提供给踏板助力。
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