CN1738981A - 汽车离合器 - Google Patents

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Abstract

汽车离合器(6)，其设置在汽车中一发动机(2)和一变速器(4)之间并依据发动机(2)的转速进行控制。作为离心式离合器，该汽车离合器具有根据发动机(2)的转速产生一种变化的扭矩传递的元件(26，32)。所述汽车离合器(6)可以不借助于外部操作的致动器进行操作。该汽车离合器(6)是设置在发动机和变速器之间的唯一离合器，并且其设置成一种在换挡过程中不造成牵引力中断的启动离合器。

Description

汽车离合器
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的汽车离合器。
在一辆汽车内，通常在发动机和汽车变速器之间安装有一汽车离合器，其具有两重功能。一方面汽车离合器用于汽车的启动，原本分离的离合器经过汽车接收动力时的打滑阶段之后逐渐接合，从而越来越大的扭矩被传递，直到最后汽车离合器完全接合，发动机的全部扭矩被转移到变速器上。
另一方面为了在行驶期间变换变速器齿轮传递比，汽车离合器松开发动机和汽车变速器之间的动力连接，以便在变换之后根据行驶状态或者很快地或者逐渐地重新接合。
这种类型的汽车离合器例如在DE 37 30 565 A1中已知，其全部内容应当收入本申请中。
在发动机和汽车变速器之间设置有汽车离合器，其在汽车行驶过程中作为离心式离合器工作。在换挡过程中，必须经由一相应的杠杆通过一致动器从外部对离合器进行操作。这需要一个具有属于离合器的传动装置的单独的致动器，以及一个与之连接的在离合器上的操作装置。
本发明的目的在于，简化发动机和汽车变速器之间的汽车离合器。
这个目的通过权利要求1的特征部分所述的汽车离合器来达到。其具体构造见从属权利要求的内容。
在汽车中，汽车离合器设置在发动机和变速器之间。它的控制依赖于发动机的转速，必要时也依赖于变速器的转速信号，例如变速器的输入轴转速或者输出轴转速。根据发动机的转速，构造成离心式离合器的元件产生一种变化的扭矩传递。借助于转速信号，在汽车启动时对应于加速踏板角度的加速是这样调节的，即，元件的离心力作用产生所需的摩擦力矩。在转速很小的时候，在发动机空转的时候，或者变速器的输入轴转速或变速器的输出轴转速接近停止状态的时候，汽车离合器会由于小的离心力而自动分离，离心力原则上由转速所决定。汽车离合器的操作只通过离心力实现。不设置从外部调节汽车离合器的致动器。该汽车离合器是设置在发动机和变速器之间的唯一离合器，并且其仅仅作为在换挡过程中不造成牵引力中断的启动离合器。不设置用于在汽车行驶时的换挡过程中中断牵引力和扭矩传递的离合器。优选设置监测汽车离合器的输入一侧的构件的转速的装置，以及监测输出一侧的构件的转速的装置，从而转速的差异会在离合器中显示出来。发动机对离合器过于剧烈的加速以及离合器或者变速器的从动一侧的反作用对发动机转速过于强烈的压制，可通过下面的方式被避免，即，对转速进行监测并在必要时通过主动影响发动机来消除这种不良状况，即通过减小喷油量或者也可能是适时地限制提高喷油量，或者通过变换挡位。在一种优选的构造中，设置一个电子控制装置来计算汽车离合器的摩擦功率，该电子控制装置与监测转速的装置相连接。摩擦功率例如通过离合器输入侧与输出侧的转速差与离合器所传递的力矩的乘积来计算。再考虑到时间因素就可以求出摩擦力所做的功。所传递的力矩取决于发动机的转速，并可以通过合适的算法(非本分明的内容)求得，其中，发动机的转速、变速器输入侧的转速、变速器输出侧的转速、汽车的速度、当前的发动机扭矩和由此导出的值作为输入值输入。在另一种优选构造中，在电子控制装置中存入发动机综合特征曲线或者一可比较的(相当的)逻辑，通过它可以影响发动机转速，并且它包括加速踏板位置、喷油量及发动机转速的各值的关系。必要的话还要考虑其它数值，例如汽车重量和离合器的载荷状况。
由于汽车空载和满载时重量差别很大，特别是载货车，所以很难在所有的汽车状态中找到一个合适的协调。对于很重的汽车会出现这种情况，即离合器在转速很高的时候传递足够大的力矩以便对汽车充分加速，从而在离合器上出现了很大的转速差，由此会产生很大的摩擦功和进而带来很大的磨损。采用对喷油量的进行反馈的方式来影响发动机有时能够减小转速差，但是打滑时间增加了，这样，因为传递的力矩较小而使得加速性能变差，并导致摩擦功增大。在一种特别优选的构造中，离合器的扭矩传递元件具有一运动学机构，其受汽车重量和行驶阻力影响。所述运动学机构优选具有至少一个可变化的杠杆元件，其可变化的杠杆比用于影响汽车离合器的扭矩传递能力。优选通过电动地、电磁地、液压地或气动地推移杠杆上的偏转点来改变杠杆元件的杠杆比。在一个特别优选的构造中，汽车离合器可以对于扭矩传递能力方面的磨损进行补偿，为此可以特别设置可变化的杠杆元件。汽车离合器的电子控制装置优选结合在变速器或者整车的控制装置中。这种类型的离合器特别应用在发动机和自动汽车变速器之间。
汽车停车时变速器的中立(空挡)位置就不再需要了，因为汽车离合器自动地、可靠地分离。用于一离合器致动器的附加的电线布置、功率供给以及汽车布线都不需要了。布置在汽车离合器之后的变速器的结构形式是任意的，所以变速器可以使用一个或者多个中间轴，例如一个或者多个前置的或者在后置的辅助变速器，例如快速挡组变速器(Splitgruppengetrieben，分速部)和范围挡组变速器(Bereichgruppengetrieben，范围部)。
在变速器上使用的辅助驱动装置与所推荐的汽车离合器一起工作完全正常。在汽车停止时变速器被切换到空挡。此后可以接上辅助驱动装置。如果发动机被加速，离合器就会接合并将扭矩到传递变速器上，进而传递到辅助驱动装置上。相应地也适用于通过所置入的挡位运转的非稳态辅助驱动装置。
下面借助于附图对本发明进行详细阐述。
在附图中借助于一有级变速器的示意纵向剖视图示表示本发明的一种实施例。在附图中用2表示汽车发动机，用4总体上表示构成为有级变速器的变速器，而6表示设置在汽车发动机2和变速器4之间的离合器。附图标记8表示容纳变速器4的外壳。变速器的输入轴用10表示、输出轴用12表示。
变速器换挡杆14和变速器控制装置16连接在一起。所述变速器换挡杆14在所示的实施例中只设置有三个位置，即，一个位于中间的空挡N；一个通常的前进挡D，在该挡位中所有的前进变速器挡位会自动切换；以及一个倒挡R/P，其在汽车停止时还起到驻车的作用。
在附图中总体上用6表示的离合器构成为圆盘摩擦离合器，其具有一个与汽车发动机2的未示出的曲轴刚性连接的离合器主动盘18(Kupplungsplatte)、以及一个离合器压盘20，该离合器压盘相对于离合器主动盘18或相对于固定在其上的离合器盖22不能转动地、但可以轴向移动地安装。在离合器主动盘18和离合器压盘20之间设置有刚性固定在变速器输入轴10上的离合器从动盘24(Kupplungsscheibe)的摩擦片。一已知的膜片弹簧30以其径向外边缘压紧在离合器压盘20上，该膜片弹簧在其中间直径区域贴靠在离合器盖22的一支承凸起42上可摆动地安装。
离合器6的接合所需要的压紧力是通过离心力产生的。为此设置多个沿圆周均匀分布的离心配重，离心配重是可转动地安装在圆柱栓上的圆柱滚子26的形式，其可以在离合器盖22上的径向的槽28里面径向移动，并通过相应的凹槽嵌入膜片弹簧30内。圆柱滚子26在离合器压盘20的倾斜于径向方向延伸的爬升斜坡(Auflauframpe)32上滚动，圆柱形滚子26的轴承螺栓支承在离合器盖22上的径向的槽28的边缘。当曲轴转速增加时和由于离心力使得圆柱滚子26的径向移动增加时，通过爬升斜坡32施加在离合器压盘20上的轴向压紧力增加，从而离合器逐渐地沿接合方向动作。
如果配备这种的有级变速器4的汽车从停驻状态开始行驶的话，通过操作由34表示的加速踏板使得发动机2的转速增加，从而通过受离心力的圆柱滚子26的作用致使离合器6自动地依据转速情况发生接合，圆柱滚子26随着发动机转速的增大，越来越被往外挤，从而对应于爬升斜坡32的倾斜位置将离合器压盘20朝着离合器主动盘18的方向压紧，由此设置在这两个盘之间的离合器从动盘24的摩擦片就可以形成曲轴与变速器驱动轴10之间的摩擦连接。若此前换挡杆14被置于D挡或R/P挡，也就是在前进挡或者倒挡，有级变速器4的第一前进挡或者倒挡就会被挂上，由于离合器6上产生了摩擦连接而使汽车起步。
当汽车速度变小时，通过离心力控制的离合器会重新分离，例如汽车由于交通状况需要驻车或者停车时。而变速器的其它换挡过程不再需要离合器参与操作，因为这些换挡过程每次都是通过所设置的变速器齿轮的同步点(Synchronpunkt)来实现的。其中，各个换挡过程是通过变速器控制装置16触发的，对此，所述变速器控制装置16从测定变速器从动轴12转速的转速传感器36获取一个对应于汽车行驶速度的信号。此外还可设置一配备给换挡杆14的位置传感器(挡位传感器)38，所述位置传感器38将一个关于换挡杆14所调定的行驶范围的信号传送给变速器控制装置16。还有一条信号线路把变速器控制装置16与加速踏板34连接起来。此外，变速器控制装置16还要从一个与其结合成一个统一的控制器的发动机控制装置40上获得控制变速器所需要的信号，所述发动机控制装置40例如控制点火和汽车发动机2的燃料供给。该发动机控制装置40或者变速器控制装置16此外还获得其它测量信号：来自一转速传感器44的关于曲轴转速的测量信号、以及来自一压力传感器46的关于吸气管48中由功率决定的低压的测量信号。其它测量传感器可以是测定节气门位置的位置传感器50以及测定发动机温度的温度传感器52。变速器4输入轴10的转速通过一个转速传感器54测得，并被传送给变速器控制装置16。
                   附图标记
2   汽车发动机
4   变速器
6   离合器
8   外壳
10  变速器输入轴
12  变速器输出轴
14  变速器换挡杆
16  变速器控制装置
18  离合器主动盘
20  离合器压盘
22  离合器盖
24  离合器从动盘
26  圆柱滚子
28  槽
30  膜片弹簧
32  爬升斜坡
34  加速踏板
36  转速传感器
38  位置传感器
40  发动机控制装置
42  支承凸起
44  转速传感器
46  压力传感器
48  吸气管
50  位置传感器
52  温度传感器
54  转速传感器

Claims (12)

1.汽车离合器(6)，其设置在汽车中一发动机(2)和一变速器(4)之间并依据发动机(2)的转速进行控制，该汽车离合器具有根据发动机(2)的转速产生一种变化的扭矩传递的元件(26，32)，其特征在于，所述汽车离合器(6)可以不用外部操作的致动器进行操作。
2.根据权利要求1所述的汽车离合器(6)，其特征在于，所述汽车离合器(6)是设置在发动机(2)和变速器(4)之间的唯一离合器，并且其设置为一种在换挡过程中不造成牵引力中断的启动离合器。
3.根据权利要求1或2所述的汽车离合器(6)，其特征在于，设有用来监测汽车离合器(6)的离合器输入侧构件(18)及离合器输出侧构件(10)的转速的装置(36，44，52)。
4.根据权利要求1至3之任一项所述的汽车离合器(6)，其特征在于，设有一电子控制装置(16)，用来计算汽车离合器(6)的摩擦功率，该电子控制装置与监测转速的装置(36，44，52)相连接。
5.根据权利要求4所述的汽车离合器(6)，其特征在于，在电子控制装置(16)中存入发动机综合特征曲线，通过它可以影响发动机(2)转速，并且它包括加速踏板位置、喷油量及发动机转速的各值的关系。
6.根据权利要求1至5之任一项所述的汽车离合器(6)，其特征在于，产生扭矩传递的元件(26，32)具有一运动学机构，其受汽车重量和行驶阻力的影响。
7.根据权利要求6所述的汽车离合器(6)，其特征在于，所述运动学机构具有可变化的杠杆元件，其可变化的杠杆比用于影响汽车离合器(6)的扭矩传递能力。
8.根据权利要求7所述的汽车离合器(6)，其特征在于，杠杆元件的杠杆比可通过电动地、电磁地、液压地或气动地推移杠杆上的偏转点进行改变。
9.根据权利要求1至8之任一项所述的汽车离合器(6)，其特征在于，所述汽车离合器具有一磨损补偿机构。
10.根据权利要求9所述的汽车离合器(6)，其特征在于，设置可变的杠杆元件用来补偿磨损。
11.根据权利要求4至10之任一项所述的汽车离合器(6)，其特征在于，汽车离合器(6)的电子控制装置(16)结合在变速器(4)或者整车的控制装置中。
12.根据权利要求1至11所述的汽车离合器(6)在一发动机(2)和一自动的汽车变速器(4)之间的应用。
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