CN108081953B - 一种拉式膜片弹簧离合器踏板自由行程自适应调节机构及调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种拉式膜片弹簧离合器踏板自由行程自适应调节机构，包括：丝杠，其架设在车体上且外部设置有外螺纹；螺母，其套设在所述丝杠上且内部设置有与所述外螺纹对应的内螺纹；回位弹簧连杆，其一端与所述螺母固定连接；回位弹簧，其一端与所述回位弹簧连杆另一端固定连接，另一端与分离轴承固定连接；动力机构，其与所述丝杠连接，用于驱动所述丝杠绕其轴向旋转，能够主动调节分离轴承与膜片弹簧分离指之间的距离，操作方便。本发明还提供一种拉式膜片弹簧离合器踏板自由行程自适应调节方法，能够根据第一摩擦片和第二摩擦片内流过薄膜电阻片的电流大小主动调节蜗轮旋转角度，进而调节分离轴承与膜片弹簧分离指之间的距离，调节精度高。

Description

一种拉式膜片弹簧离合器踏板自由行程自适应调节机构及调 节方法

技术领域

本发明涉及汽车离合器自由行程调节技术领域，更具体的是，本发明涉及一种拉式膜片弹簧离合器踏板自由行程自适应调节机构及调节方法。

背景技术

对于干式离合器，为了保证摩擦片在正常磨损过程中离合器仍能完全接合，需要在离合器处于正常接合状态时，当分离套筒处于极限位置时，在分离轴承与膜片弹簧分离指之间应留有一定量的间隙。由于上述间隙的存在，驾驶员在踩下离合器踏板后，要先消除这一间隙，然后才能开始分离离合器。为了消除这一间隙所需的离合器踏板行程，称为离合器踏板的自由行程。这一间隙一般为1.5～3.0mm，反映到踏板上的自由行程一般为20～30mm。摩擦片正常磨损后，会使得分离轴承与膜片弹簧分离指之间的间隙变小，进而使得离合器踏板的自由行程发生变化。因此，在汽车行驶一定的里程后，要人为调整离合器踏板的自由行程。而在离合器踏板的自由行程发生变化会对驾驶员的驾驶感觉造成不利影响。

发明内容

本发明的一个目的是设计开发了一种拉式膜片弹簧离合器踏板自由行程自适应调节机构，能够主动调节分离轴承与膜片弹簧分离指之间的距离，操作方便。

本发明的另一个目的是设计开发了一种拉式膜片弹簧离合器踏板自由行程自适应调节方法，能够根据第一摩擦片和第二摩擦片内流过薄膜电阻片的电流大小主动调节蜗轮旋转角度，进而调节分离轴承与膜片弹簧分离指之间的距离，调节精度高。

本发明提供的技术方案为：

一种拉式膜片弹簧离合器踏板自由行程自适应调节机构，包括：

丝杠，其架设在车体上且外部设置有外螺纹；

螺母，其套设在所述丝杠上且内部设置有与所述外螺纹对应的内螺纹；

回位弹簧连杆，其一端与所述螺母固定连接；

回位弹簧，其一端与所述回位弹簧连杆另一端固定连接，另一端与分离轴承固定连接；

动力机构，其与所述丝杠连接，用于驱动所述丝杠绕其轴向旋转。

优选的是，所述动力机构包括：

蜗轮，其与所述丝杠同轴连接，用于驱动所述丝杠旋转；

蜗杆，其与所述蜗轮连接；

电机，其与所述蜗杆连接，用于驱动所述蜗杆带动蜗轮旋转。

优选的是，还包括：

从动片，其周向均匀切有沿径向的“T”形槽，外缘成扇形且沿径向弯曲成波浪形；

第一摩擦片和第二摩擦片，其为平板结构，其分别设置在所述从动片轴向两侧且与所述从动片固定连接。

优选的是，还包括：

薄膜电阻片，其为弧形片且周向均匀设置在所述第一摩擦片和第二摩擦片内部，所述薄膜电阻片的相对两侧面与所述第一摩擦片和第二摩擦片的轴向两侧面平齐；

其中，所述第一摩擦片和第二摩擦片内部的薄膜电阻片分别串联形成一个闭合回路。

优选的是，还包括：

电池和信号发射器，其固定设置在所述从动片中部且串联入所述闭合回路中；

导线，其用于串联所述薄膜电阻片、电池和信号发射器，所述导线与薄膜电阻片连接部分置于所述第一摩擦片和第二摩擦片靠近从动片一侧。

优选的是，还包括控制器，其与所述信号发射器和电机连接，用于接收所述信号发射器的信号并控制所述电机工作。

优选的是，所述第一摩擦片和第二摩擦片分别设置有4个薄膜电阻片；所述第一摩擦片和第二摩擦片分别与从动片波峰和波谷处通过通过铆钉固定连接。

优选的是，所述丝杠和螺母螺纹连接的滚道内设置有滚珠。

相应地，本发明还提供一种拉式膜片弹簧离合器踏板自由行程自适应调节方法，包括：

信号发射器将流经第一摩擦片内薄膜电阻片的电流和第二摩擦片内薄膜电阻片的电流发射给控制器，控制器控制电机驱动蜗轮旋转的角度为：

其中，θ为电机驱动蜗轮旋转的角度，ρ薄膜电阻片的电阻率，U为电池电压，l为薄膜电阻片的弧长，w为薄膜电阻片的宽度，ε为丝杠外螺纹密度， D为丝杠含有外螺纹部分的长度，I₀为第一摩擦片无磨损时流过薄膜电阻片的电流，I₁为第一摩擦片有磨损时流过薄膜电阻片的电流，I₂为第二摩擦片有磨损时流过薄膜电阻片的电流，ξ为校正系数。

优选的是，

当控制器判断θ≥5°时，控制器控制电机驱动蜗轮旋转；

当控制器判断θ＜5°时，控制器控制电机不工作。

本发明至少具备以下有益效果：

(1)本发明所述的拉式膜片弹簧离合器踏板自由行程自适应调节机构，能够主动调节分离轴承与膜片弹簧分离指之间的距离，操作方便，无需人工调节，在车辆行驶过程中即可主动调节，提高驾驶安全性和舒适度。

(2)本发明所述的拉式膜片弹簧离合器踏板自由行程自适应调节方法，能够根据第一摩擦片和第二摩擦片内流过薄膜电阻片的电流大小主动调节蜗轮旋转角度，进而调节分离轴承与膜片弹簧分离指之间的距离，提高离合器踏板自由行程的调节精度，提高驾驶安全性和舒适度。

附图说明

图1为本发明所述拉式膜片弹簧离合器的结构示意图。

图2为本发明所述拉式膜片弹簧离合器踏板自由行程自适应调节机构的结构示意图。

图3为本发明所述第一摩擦片和从动片的结构示意图。

图4为本发明所述第一摩擦片、第二摩擦片和从动片的侧视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

本发明可以有许多不同的形式实施，而不应该理解为限于在此阐述的实施例，相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的。在附图中，为了清晰起见，会夸大结构和区域的尺寸和相对尺寸。

如图1所示，本发明中所述的拉式膜片弹簧离合器包括：悬挂式离合器踏板110，其上端固定在车体上；踏板回位弹簧111，其一端固定在车体上，另一端固定在悬挂式离合器踏板110上；主缸活塞杆120，其一端与悬挂式离合器踏板110相连；主缸121，其敞口侧与主缸活塞杆120相连，内部充有油液；蓄能器122，其与主缸121连接，用以调节液压系统中的压力，必要时向液压系统补充油液或吸收油液；工作缸130，其内部充有油液；管路系统131，其连接主缸121和工作缸130；工作缸活塞杆132，其一端与工作缸130敞口的相连，另一端与杠杆140连接，所述杠杆140中部与车体铰接且可以绕该铰链旋转，所述杠杆140一端与工作缸活塞杆132相连另一端与分离轴承150固定连接；所述分离轴承150与膜片弹簧分离指161之间设置有间隙，膜片弹簧160的大端支撑在离合器盖191上，中部压紧在压盘170 的支撑环171上；压盘170，其一侧压紧在第一摩擦片181上，另一侧与压盘170回位弹簧172相连，所述第一摩擦片181与从动片180一侧固定连接，所述从动片180另一侧与第二摩擦片182固定连接，所述第二摩擦片182与飞轮190靠近，所述飞轮190与离合器盖191通过螺栓固定。

具体工作原理是：

在汽车起步或换挡过程中，离合器摩擦片182相对飞轮190转动，在摩擦片182与飞轮190摩擦力的作用下，二者速度逐渐接近直至同步。当驾驶员踩下离合器踏板110时，首先克服踏板回位弹簧111的阻力，悬挂式离合器踏板110推动主缸活塞杆120，将主缸121中的油液压入到工作缸130中，工作缸130中的油液推动工作缸活塞杆132，并带动杠杆140转动，杠杆140 推动分离轴承150，分离轴承150推动膜片弹簧分离指161，膜片弹簧161的中部通过支撑环171拉动压盘170，在克服压盘170回位弹簧172的回复力之后，压盘170将向远离飞轮190方向运动，使摩擦片182与飞轮190分离，切断动力传递。当驾驶员松开离合器踏板时，压盘170在压盘回位弹簧172 的推动下回位，压在摩擦片181上，使摩擦片182与飞轮190接合，实现动力传递。悬挂式离合器踏板110被踏板回位弹簧111拉回原位。主缸活塞杆 120在悬挂式离合器踏板110的带动下回到原位并将油液抽回主缸121。由于油液从工作缸130中被抽走，工作缸活塞杆132将返回原位，带动杠杆140 转回原位。杠杆140将分离轴承150拉回原位，分离轴承150与膜片弹簧分离161指分开。

如图2-4所示，为克服摩擦片磨损导致的离合器踏板自由行程发生变化，本发明提供一种拉式膜片弹簧离合器踏板自由行程自适应调节机构，包括：丝杠210，其架设在车体上且外部设置有外螺纹；螺母220，其套设在所述丝杠210上且内部设置有与所述外螺纹对应的内螺纹，所述丝杠210和螺母220 螺纹连接的滚道内设置有滚珠(图中未示出)，便于螺母220沿丝杠210轴向运动；回位弹簧连杆230，其一端与所述螺母220固定连接；回位弹簧240，其一端与所述回位弹簧连杆230另一端固定连接，另一端与分离轴承150固定连接；动力机构，其与所述丝杠210连接，用于驱动所述丝杠210绕其轴向旋转。本实施例中，所述动力机构包括：蜗轮251，其与所述丝杠210同轴连接，用于驱动所述丝杠210旋转；蜗杆252，其与所述蜗轮251连接，另外，蜗杆252有自锁作用，蜗轮251和丝杠210只能朝着一个方向转动，螺母220也只能朝着一个方向运动；电机253，其与所述蜗杆252连接，用于驱动所述蜗杆252带动蜗轮251旋转从而带动丝杠210旋转，使得螺母220 能够沿丝杠210轴向运动，进而调节分离轴承150与膜片弹簧分离指161之间的间隙。

作为本发明的另一实施例，还包括：从动片180，其周向均匀切有沿径向的“T”形槽183，外缘成扇形且沿径向弯曲成波浪形；第一摩擦片181和第二摩擦片182，其为平板结构，其分别设置在所述从动片轴向两侧且与所述从动片固定连接，本实施例中，所述第一摩擦片181和第二摩擦片182分别与从动片波峰和波谷处通过通过铆钉184固定连接。

作为本发明的另一实施例，还包括：薄膜电阻片300，其为弧形片且周向均匀设置在所述第一摩擦片181和第二摩擦片182内部，本实施例中，所述第一摩擦片181和第二摩擦片182分别设置有4个薄膜电阻片300；所述薄膜电阻片300的相对两侧面与所述第一摩擦片181和第二摩擦片182的轴向两侧面平齐，摩擦片181、182发生磨损时，嵌入在摩擦片181、182内的薄膜电阻片300也会磨损同样的厚度，导致其电阻发生变化，由于薄膜电阻片300的阻值发生变化，会使得电路中电流发生变化；本实施例中，所述第一摩擦片181和第二摩擦片182内部的薄膜电阻片300分别串联形成一个闭合回路，所述闭合回路中还串联有电池310和信号发射器320，其固定设置在所述从动片180中部；串联所述薄膜电阻片300、电池310和信号发射器 320的导线330在与薄膜电阻片300连接部分置于所述第一摩擦片181和第二摩擦片182靠近从动片180一侧，以免薄膜电阻片300磨损时损害导线330。本实施例中，还包括控制器，其与所述信号发射器320和电机253连接，用于接收所述信号发射器320的信号并控制所述电机253工作；所述控制器包括信号接收处理模块410、电控单元420和电源430。

工作原理：

摩擦片181、182发生磨损后，嵌入在摩擦片181、182内的薄膜电阻300 也磨损同样的厚度，使得分离轴承150与膜片弹簧分离指161之间的间隙变小，也导致其电阻发生变化，由于薄膜电阻片300的阻值发生变化，会使得电路中电流发生变化，信号发射器会检测到这一变化，并将这一信号发射出去，信号接收处理模块410接收到这一信号之后，会对其进行滤波并放大，把信号再次发送出去，电控单元420接收到这一信号后，控制电源430供电并控制电机253转动，电机253会带动蜗杆252转动，蜗杆252将带动蜗轮 251转动，由于蜗轮251与丝杠210共轴旋转，所以丝杠210将随着蜗轮251 一同转动，使得螺母220沿丝杠210轴向靠近蜗轮251运动，螺母220将带动回位弹簧连杆230一起移动使得分离轴承150与膜片弹簧分离指161之间的间隙变大，使其恢复到摩擦片未磨损时的值。

本发明所述的拉式膜片弹簧离合器踏板自由行程自适应调节机构，能够主动调节分离轴承与膜片弹簧分离指之间的距离，操作方便，无需人工调节，在车辆行驶过程中即可主动调节，提高驾驶安全性和舒适度。

本发明还提供一种拉式膜片弹簧离合器踏板自由行程自适应调节方法，包括：

信号发射器将流经第一摩擦片内薄膜电阻片的电流和第二摩擦片内薄膜电阻片的电流发射给控制器，控制器控制电机驱动蜗轮旋转的角度为：

其中，θ为电机驱动蜗轮旋转的角度，ρ薄膜电阻片的电阻率，U为电池电压，l为薄膜电阻片的弧长，w为薄膜电阻片的宽度，ε为丝杠外螺纹密度， D为丝杠含有外螺纹部分的长度，I₀为第一摩擦片无磨损时流过薄膜电阻片的电流，I₁为第一摩擦片有磨损时流过薄膜电阻片的电流，I₂为第二摩擦片有磨损时流过薄膜电阻片的电流，ξ为校正系数。

当控制器判断θ≥5°时，控制器控制电机驱动蜗轮旋转；

当控制器判断θ＜5°时，摩擦片磨损程度较小，可以忽略，控制器控制电机不工作。

本发明所述的拉式膜片弹簧离合器踏板自由行程自适应调节方法，能够根据第一摩擦片和第二摩擦片内流过薄膜电阻片的电流大小主动调节蜗轮旋转角度，进而调节分离轴承与膜片弹簧分离指之间的距离，提高离合器踏板自由行程的调节精度，提高驾驶安全性和舒适度。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (2)

1.一种拉式膜片弹簧离合器踏板自由行程自适应调节方法，使用拉式膜片弹簧离合器踏板自由行程自适应调节机构，其特征在于，包括：

信号发射器将流经第一摩擦片内薄膜电阻片的电流和第二摩擦片内薄膜电阻片的电流发射给控制器，控制器控制电机驱动蜗轮旋转的角度为：

其中，θ为电机驱动蜗轮旋转的角度，ρ薄膜电阻片的电阻率，U为电池电压，l为薄膜电阻片的弧长，w为薄膜电阻片的宽度，ε为丝杠外螺纹密度，D为丝杠含有外螺纹部分的长度，I₀为第一摩擦片无磨损时流过薄膜电阻片的电流，I₁为第一摩擦片有磨损时流过薄膜电阻片的电流，I₂为第二摩擦片有磨损时流过薄膜电阻片的电流，ξ为校正系数；

其中，所述拉式膜片弹簧离合器踏板自由行程自适应调节机构包括：

丝杠，其架设在车体上且外部设置有外螺纹；

螺母，其套设在所述丝杠上且内部设置有与所述外螺纹对应的内螺纹；

回位弹簧连杆，其一端与所述螺母固定连接；

回位弹簧，其一端与所述回位弹簧连杆另一端固定连接，另一端与分离轴承固定连接；

动力机构，其与所述丝杠连接，用于驱动所述丝杠绕其轴向旋转；

其中，所述动力机构包括：

蜗轮，其与所述丝杠同轴连接，用于驱动所述丝杠旋转；

蜗杆，其与所述蜗轮连接；

电机，其与所述蜗杆连接，用于驱动所述蜗杆带动蜗轮旋转；

从动片，其周向均匀切有沿径向的“T”形槽，外缘成扇形且沿径向弯曲成波浪形；

第一摩擦片和第二摩擦片，其为平板结构，其分别设置在所述从动片轴向两侧且与所述从动片固定连接；

薄膜电阻片，其为弧形片且周向均匀设置在所述第一摩擦片和第二摩擦片内部，所述薄膜电阻片的相对两侧面与所述第一摩擦片和第二摩擦片的轴向两侧面平齐；

其中，所述第一摩擦片和第二摩擦片内部的薄膜电阻片分别串联形成一个闭合回路；

电池和信号发射器，其固定设置在所述从动片中部且串联入所述闭合回路中；

导线，其用于串联所述薄膜电阻片、电池和信号发射器，所述导线与薄膜电阻片连接部分置于所述第一摩擦片和第二摩擦片靠近从动片一侧；

控制器，其与所述信号发射器和电机连接，用于接收所述信号发射器的信号并控制所述电机工作。

2.如权利要求1所述的拉式膜片弹簧离合器踏板自由行程自适应调节方法，其特征在于，

当控制器判断θ≥5°时，控制器控制电机驱动蜗轮旋转；

当控制器判断θ＜5°时，控制器控制电机不工作。