CN108150563B - 没有半离合过程的蜗卷离合器 - Google Patents
没有半离合过程的蜗卷离合器 Download PDFInfo
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Abstract
本发明是没有半离合过程的蜗卷离合器。本发明要解决的技术问题是踩离合器踏板的难度。本发明的技术方案是，由蜗卷弹片自动完成半联动过程，离合器分开状态到捏合的操作过程中不需要人工半离合过程，大幅降低对汽车驾驶的操作难度。
Description
技术领域：
本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种新型离合器。
背景技术：
说起考驾照，多半是许多老司机曾经的心头痛；特别是最难考的科目二，常常有人考到绝望，甚至考到放弃。比如武汉的王女士，科目二考了14年的她,终于决定要弃考,连驾校校长都松了口气。王女士四十多岁，在武汉一家事业单位上班；2001年3月，她在湖北某驾校报了名，但至今没有拿到驾照；先后交了5次学费，每次都只是考过了科目一；她的方向感特别差，只要遇到突发情况就丢掉方向盘捂着眼睛，急得教练直叹气；
说起考科目二，大家都是一把心酸泪，今年八月，一位学员挂了五次科目二忍不住在车内大哭。珠海有位女学员科目二考了7次都没有及格，练习S弯时撞到树上，铲上围墙，教练车翻转180度，四轮朝天，漂移了好几米才停了下来。9月19日资阳市安岳县交通驾校考场内，一辆正在参加驾考的考试车，突然冲开考场外的围栏，随后冲出考场。
随着社会经济发展，驾驶汽车的人越来越多，汽车交通事故越来越重视，申请人经研究认为，决定一个人是否适合开车与体格、体力、感官能力、反应能力等生理因素有关，特别指出，绝大部分不同程度的生理因素都可以通过汽车性能的改进而得到部分解决、或者完全解决，例如人体体格的大小不同，通过调节座位的高低从而调节驾驶人的最佳视线范围；体力大小的不同，通过调节操作设备的复位弹簧弹力或者扭力的大小从而调节驾驶人需要的合适力度；反应能力快慢的不同，通过增加一个低速倒档，反应慢的驾驶人同样可以倒车入库。在某一汽车驾驶培训学校进行调查，学员反映汽车难以驾驶的问题进行总结发现主要是5个方面的问题，5个问题是：
1.遇到突发情况不知道怎样驾驶的时候，条件反射的生理现象会丢掉方向盘，脚离开了离合器踏板、制动踏板、加速踏板，发现汽车还会前进，也就是说没有人去驾驶汽车的时候汽车也会行驶，觉得是非常危险的交通工具；
2.科目二有坡道定点停车和起步的项目，在慢慢抬起离合器踏板的时候需要配合松开制动踏板，配合不准确发动机会熄火，甚至汽车会倒退；有学员提出这样的建议：坡道定点停车和起步的过程中始终不需要踩制动踏板，就会非常容易驾驶和非常的安全，因为农村中很多山上的公路，上坡和下坡是经常有的，在上坡时熄火倒退很容易发生汽车堕入山谷的事故。因此申请人极力强调：强化培训人的感官能力的操作极限还是存在安全隐患，还不如通过汽车性能的改进从而降低操作强度；
3.离合器踏板抬起在很多时候需要半离合的过程，有学员提出，在任何情况下使用离合器都不需要半离合过程，将会简化操作难度，例如，上坡起步不需要半离合过程也不会熄火，将大幅提高安全系数；
4.离合器的作用是用于汽车起步、换挡、停车，在行驶中不应该操作离合器，倒车入库、侧方停车的行驶中为半离合状态，是因为怠速的速度太快了很不安全，在科目二中不得不长时间半离合行驶，是严重的高档低速现象，解决方法是增加一个低速倒挡，将大幅降低倒车操作的难度；
5.方向盘可以旋转一圈半，部分学员把精力集中在视线，因此回转方向盘半圈时容易误会是一圈半，解决的方法是安装方向盘自动回正装置；
通过汽车性能的改进，解决上述的5个问题，简化人的操作强度，因此降低培训成本，大幅提高学员考取驾驶证的合格率，使汽车成为99％的学员能够驾驶的交通工具，最重要的是大大的提高汽车道路行驶的安全系数，减少汽车交通事故，安全才是最重要。
检索现有技术没有一种不需要半离合操作过程的离合器，但有多种不同缓冲离合器现有技术，其作用是消除了单向离合器的顶齿现象，提高了单向离合器的使用寿命，依然需要半离合操作。本发明是离合器分开状态到捏合的操作过程中不需要半离合过程，也就是说不需要半联动过程。
发明内容：
本发明是没有半离合过程的蜗卷离合器，简称蜗卷离合器；
本发明要解决的技术问题是，上述5个问题中的第3个问题，学习驾驶技术的过程中，最不容易掌握的一项技能是踩离合器踏板，抬起离合器踏板的速度太快则汽车会熄火，太慢了又会影响起步，给人感觉慢吞吞的；有时还是会出现汽车向前窜行的情况，或者汽车抖动的情况。因此要想做到对离合器的准确操作，确实是一件很令人头疼的事。本发明离合器不需要半离合状态，离合器踏板在最低位置抬起的时候，不需要慢慢的抬起，可以快速抬起，简化了驾驶员的操作强度；
目前汽车倒挡怠速一般是1～1.5米/秒不合适大多数驾驶学员的操作速度，蜗卷离合器安装在汽车上之后在科目二场地进行试验，试验表明：侧方停车、倒车入库最合适驾驶学员的安全倒挡怠速是0.3～0.5米/秒，由于本发明离合器的汽车不适用半离合行驶，需要增加一个怠速为0.3～0.5米/秒的低速倒挡，该低速倒挡结合本发明技术的汽车在倒车起步、倒车行驶的过程中不需要半离合操作，大幅降低了侧方停车、倒车入库的驾驶难度，有效的提高汽车驾驶的安全；
本发明离合器技术与一种汽车自动防止倒退装置(申请号201711322823.6)技术结合，汽车在上坡起步不需要制动、快速抬起离合器踏板汽车可以平稳起步不熄火；在上陡坡起步不需要制动、快速抬起离合器踏板的同时轻轻地踩踏加速踏板汽车可以平稳起步不熄火；这一驾驶方法的出现，将彻底改变常规的传统的汽车驾驶方法；这一驾驶方法的出现，感官能力和反应能力低下的人，同样可以上坡起步、尤其是陡坡起步，不会存在汽车熄火与倒退现象，将大幅提高汽车道路上坡驾驶的安全。
本发明离合器安装在汽车之后，其综合优点有：
1.由于蜗卷弹片的缓冲作用，在低档行驶中踩踏加速踏板时不会存在向前窜行现象；
2.由于蜗卷弹片的缓冲作用，在低档行驶中抬起加速踏板时不会存在向后拖车现象；
3.由于蜗卷弹片的缓冲作用，在汽车起步时不会存在抖动现象、熄火现象；
4.常规离合器在半联动时，离合器片的摩擦和发热会消耗能量；本发明离合器不存在半联动摩擦和发热现象，汽车在城市道路和频繁使用离合器的道路行驶能节省大量的能量，降低耗油量；
5.本发明离合器不存在半联动摩擦，大大地延长了离合器的使用寿命；
6.本发明离合器不存在半联动操作，大大地降低了对汽车驾驶的难度，从而提高安全系数。
本发明的技术方案是：
本发明离合器布置在飞轮与变速箱之间；
离合器分为主动部分、从动部分、压紧部分、操纵机构；本发明离合器的从动部分、压紧部分、操纵机构与常规离合器相同；
本发明离合器的主动部分是由蜗卷弹片盒、蜗卷弹片、轴承、摩擦片组成，蜗卷弹片盒由轴承固定在主动轴上，蜗卷弹片布置在蜗卷弹片盒的内腔，蜗卷弹片的一端固定在蜗卷弹片盒上，蜗卷弹片的另一端固定在主动轴上，蜗卷弹片盒接触离合器从动盘的一面固定摩擦片，该摩擦片与离合器从动盘摩擦片完成离合作用；
由于蜗卷弹片的弹性，蜗卷弹片盒的摩擦片在没有受到外力时，蜗卷弹片集中在蜗卷弹片盒圆的外沿，当蜗卷弹片盒的摩擦片与离合器从动盘捏合时，蜗卷弹片盒的转速要少于主动轴，转速差使蜗卷弹片逐步缠绕在主动轴上，主动轴上缠绕蜗卷弹片越多则主动轴对蜗卷弹片盒的扭力越大，当扭力等于从动轴的阻力时，从动轴与主动轴以相同速度转动。
附图说明：
图1是：蜗卷离合器不联动图；
图2是；蜗卷离合器联动图；
图3是：图1中切割线A的截面图；
不联动图是指离合器的主动部分与从动部分是分开的，主动轴(1)按转动方向(3)转动，从动轴(2)不转动；联动图是指离合器的主动部分与从动部分是捏合的，主动轴(1)按转动方向(3)转动，从动轴(2)按相同的转动方向(17)转动；
()内的数字或字母代表图中的数字或字母，数字或字母代表()前的名称；切割线A(A)，主动轴(1)，从动轴(2)，主动轴转动方向(3)，分离叉(4)，分离叉移动方向(5)，分离轴承(6)，膜片弹簧(7)，压盘(8)，离合器从动盘(9)，蜗卷弹片盒摩擦片(10)，离合器盖(11)，蜗卷弹片盒(12)，蜗卷弹片(13)，蜗卷弹片内侧一端(14)，推力球轴承(15)，轴承(16)，从动轴转动方向(17)，蜗卷弹片内侧一段(18)，蜗卷弹片外侧一端(19)，铰链转动限位卡扣(20)。
具体实施方式：
1.蜗卷离合器的技术特征：
蜗卷离合器布置在飞轮与变速箱之间，主动轴1连接飞轮动力输出轴，从动轴2连接变速箱动力输入轴；
蜗卷离合器的从动部分、压紧部分、操纵机构与常规摩擦式离合器相同；
蜗卷离合器的主动部分是由蜗卷弹片盒12、蜗卷弹片13、推力球轴承15、轴承16、摩擦片10组成，蜗卷弹片盒12由推力球轴承15、轴承16固定在主动轴1上，蜗卷弹片13布置在蜗卷弹片盒12的内腔，如图3所示，蜗卷弹片13外侧的一端19固定在蜗卷弹片盒12上，蜗卷弹片内侧的一端14由铰链结构固定在主动轴1上；如图1所示，蜗卷弹片盒12接触离合器从动盘9的表面固定摩擦片10，蜗卷弹片盒摩擦片10与离合器从动盘9完成离合作用；
在模拟实验中发现，蜗卷弹片内侧一段18长度20～30厘米的蜗卷弹片容易出现变形或者折断现象，解决的方法是如图3所示，蜗卷弹片内侧一段18弹片厚度是蜗卷弹片13中间部位弹片厚度的2～4倍，蜗卷弹片内侧一端14由铰链结构固定在主动轴1上，蜗卷弹片内侧一端14的末端设置铰链转动限位卡扣20，铰链转动限位卡扣20的作用是限制蜗卷弹片内侧一端14的转动角度不超过10度；
如图3所示，蜗卷弹片13由中间部位向外侧其弹片厚度逐步增加，到蜗卷弹片外侧一端19其厚度增加至3倍；这样设计的目的是，主动轴1上缠绕的蜗卷弹片13越多，主动轴1对蜗卷弹片盒12的扭力越大。
2.蜗卷弹片的工作特征：
根据蜗卷弹片13的特征，蜗卷弹片盒12在没有受到外力时，蜗卷弹片13集中在蜗卷弹片盒圆12的外沿(如图1、图3所示)，这样状态称为蜗卷弹片自然状态；
蜗卷弹片盒12的摩擦片10与离合器从动盘9捏合之后，车辆在运行的任何时候都有可能存在扭力变化，因此主动轴1传给从动轴2的扭力是不断变化的；主动轴1传递给从动轴2的扭力越小，则主动轴1上缠绕蜗卷弹片13的长度越少；主动轴1传递给从动轴2的扭力越大，则主动轴1上缠绕蜗卷弹片13的长度越多；上坡起步的扭力最大，则主动轴1上缠绕蜗卷弹片13的长度最多(最多时如图2所示)；
汽车下坡或者减速行驶中，主动轴1传递给从动轴2扭力为零，蜗卷弹片13恢复至蜗卷弹片自然状态；汽车下坡或者减速行驶中抬起加速踏板时，主动轴1传递给从动轴2扭力为负数，则蜗卷弹片内侧一段18的加厚弹片和铰链转动限位卡扣20能抵抗负数扭力，具有发动机制动车速的作用；
汽车起步快速抬起离合器踏板，蜗卷弹片盒摩擦片10与离合器从动盘9快速捏合，主动轴1上开始缠绕蜗卷弹片13，主动轴1的转速大于从动轴2的转速，存在转速差，转速差的存在相当于常规离合器的半联动；主动轴1上缠绕的蜗卷弹片13逐步增加，缠绕的蜗卷弹片13逐步增加则主动轴1对蜗卷弹片盒12的扭力逐步增加，蜗卷弹片盒12通过离合器从动盘9捏合与从动轴2是联动的，因此对从动轴2的扭力是同步增加，从动轴2转速逐步加快，转速差逐步变小；当主动轴1传给蜗卷弹片盒12的扭力逐步增加到与从动轴2阻力相等时，主动轴1与从动轴2转速相等，汽车起步过程结束；
对蜗卷弹片13的设计要求是：主动轴1上缠绕的蜗卷弹片13长度是整个长度的30～40％，就能够完成汽车平路起步的过程；主动轴1上缠绕的蜗卷弹片(13)长度是整个长度的80～90％，就能够完成汽车上坡起步的过程。
3.安装蜗卷离合器的汽车使用方法：
汽车驾驶培训科目二中，大部分行驶使用半离合行驶，是严重的高档低速现象；安装蜗卷离合器的汽车在任何一个档位行驶，其行驶速度要求不低于怠速，也就是说起步、换挡、停车之外的行驶不要求使用半离合行驶；解决方法是有一个倒挡的汽车增加一个低速倒挡，不同驾驶技术的人使用不同的倒挡；在前进档位行驶中允许少量使用低于怠速行驶的方法，其方法是：快速踩踏离合器踏板，车速降低后快速抬起离合器踏板；
每次抬起加速踏板的时间要比常规离合器汽车加速踏板抬起的时间提前2～3秒钟，上坡行驶中抬起加速踏板的时间要提前1秒钟，因为踩踏加速踏板的时候有一部分蜗卷弹片13是缠绕在主动轴1上，加速踏板抬起的时候缠绕在主动轴1上的蜗卷弹片13会释放能量使汽车向前行驶，在释放能量的过程中蜗卷弹片13恢复至蜗卷弹片自然状态或者缠绕在主动轴1上的蜗卷弹片13最少；
需要踩踏离合器踏板时，蜗卷弹片13恢复至蜗卷弹片自然状态或者缠绕在主动轴1上的蜗卷弹片13最少时快速踩踏离合器踏板，这样起到节省耗油的效果。
Claims (1)
1.蜗卷离合器，其特征是：
蜗卷离合器布置在飞轮与变速箱之间，主动轴(1)连接飞轮动力输出轴，从动轴(2)连接变速箱动力输入轴；
蜗卷离合器的从动部分、压紧部分、操纵机构与常规摩擦式离合器相同；
蜗卷离合器的主动部分是由蜗卷弹片盒(12)、蜗卷弹片(13)、推力球轴承(15)、轴承(16)、摩擦片(10)组成，蜗卷弹片盒(12)由推力球轴承(15)、轴承(16)固定在主动轴(1)上，蜗卷弹片(13)布置在蜗卷弹片盒(12)的内腔，蜗卷弹片(13)外侧的一端(19)固定在蜗卷弹片盒(12)上，蜗卷弹片内侧的一端(14)由铰链结构固定在主动轴(1)上；蜗卷弹片盒(12)接触离合器从动盘(9)的表面固定摩擦片(10)，蜗卷弹片盒摩擦片(10)与离合器从动盘(9)完成离合作用；
蜗卷弹片内侧一段(18)弹片厚度是蜗卷弹片(13)中间部位弹片厚度的2～4倍，蜗卷弹片内侧一端(14)由铰链结构固定在主动轴(1)上，蜗卷弹片内侧一端(14)的末端设置铰链转动限位卡扣(20)，铰链转动限位卡扣(20)的作用是限制蜗卷弹片内侧一端(14)的转动角度不超过10度；
蜗卷弹片(13)由中间部位向外侧其弹片厚度逐步增加，到蜗卷弹片外侧一端(19)其厚度增加至3倍；主动轴(1)上缠绕的蜗卷弹片(13)越多，主动轴(1)对蜗卷弹片盒(12)的扭力越大；
蜗卷弹片盒(12)的摩擦片(10)与离合器从动盘(9)捏合之后，主动轴(1)传递给从动轴(2)的扭力越小，则主动轴(1)上缠绕蜗卷弹片(13)的长度越少；主动轴(1)传递给从动轴(2)的扭力越大，则主动轴(1)上缠绕蜗卷弹片(13)的长度越多；上坡起步的扭力最大，则主动轴(1)上缠绕蜗卷弹片(13)的长度最多；
汽车下坡或者减速行驶中，主动轴(1)传递给从动轴(2)扭力为零，蜗卷弹片(13)恢复至蜗卷弹片自然状态；汽车下坡或者减速行驶中抬起加速踏板时，主动轴(1)传递给从动轴(2)扭力为负数，则蜗卷弹片内侧一段(18)的加厚弹片和铰链转动限位卡扣(20)能抵抗负数扭力，具有发动机制动车速的作用；
汽车起步快速抬起离合器踏板，蜗卷弹片盒摩擦片(10)与离合器从动盘(9)快速捏合，主动轴(1)上开始缠绕蜗卷弹片(13)，主动轴(1)的转速大于从动轴(2)的转速，存在转速差，转速差的存在相当于常规离合器的半联动；主动轴(1)上缠绕的蜗卷弹片(13)逐步增加，缠绕的蜗卷弹片(13)逐步增加则主动轴(1)对蜗卷弹片盒(12)的扭力逐步增加，蜗卷弹片盒(12)通过离合器从动盘(9)捏合与从动轴(2)是联动的，因此对从动轴(2)的扭力是同步增加，从动轴(2)转速逐步加快，转速差逐步变小；当主动轴(1)传给蜗卷弹片盒(12)的扭力逐步增加到与从动轴(2)阻力相等时，主动轴(1)与从动轴(2)转速相等，汽车起步过程结束；
对蜗卷弹片(13)的设计要求是：主动轴(1)上缠绕的蜗卷弹片(13)长度是整个长度的30～40％，就能够完成汽车平路起步的过程；主动轴(1)上缠绕的蜗卷弹片(13)长度是整个长度的80～90％，就能够完成汽车上坡起步的过程。
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