CN201944249U - 一种用于汽车变速器的离合器执行机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于汽车变速器的离合器执行机构，所述执行机构包括动力机构、减速机构、预应力间隙自补偿机构、输出机构；所述动力机构产生动力，并将产生的动力传递给所述减速机构、预应力间隙自补偿机构、输出机构，所述预应力间隙自补偿机构由间隙补偿机构和提供预应力机构组成。采用本实用新型所提供的技术方案，能够提高乘坐舒适性、燃油经济性，简单合理、控制精度高、反应灵敏、操纵平稳、成本低、使用寿命长、具备磨损自动补偿功能，可广泛应用在采用自动机械变速箱、自动离合器的汽车上。

Description

一种用于汽车变速器的离合器执行机构

技术领域

本实用新型属于汽车动力总成零部件制造技术领域，具体地说，涉及一种用于汽车变速器的离合器执行机构。

背景技术

目前，在汽车变速器离合器执行机构的技术领域中，对于机械式变速器，传统机构是采用换挡操作手柄，通过换挡杆上的换挡拨叉拨动齿轮来进行换挡。

现有技术中的结构形式存在如下技术问题：

1、现有技术中的结构形式换挡操作复杂，在换挡时，需要同时控制离合器，切断发动机与变速器的动力连接，进而进行换挡；换挡时需要手脚并用，容易忙中出错，安全性低，严重时导致事故的发生。

2、现有技术中的结构形式，在换挡时容易导致发动机不良的冲击，造成发动机寿命减小，并且，经济性和舒适性能差。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术中的结构形式换挡操作复杂，在换挡时容易导致发动机不良的冲击，造成发动机寿命减小，并且经济性和舒适性能差等技术问题，提供了一种用于汽车变速器的离合器执行机构。

本实用新型所提供的技术方案是，一种用于汽车变速器的离合器执行机构，所述执行机构包括动力机构、减速机构、预应力间隙自补偿机构、输出机构；所述动力机构产生动力，并将产生的动力传递给所述减速机构、预应力间隙自补偿机构、输出机构，所述预应力间隙自补偿机构由间隙补偿机构和提供预应力机构组成。

所述动力机构为12V直流电机；所述减速机构包括蜗轮、蜗杆、二级小齿轮、二级大齿轮、三级小齿轮、三级大齿轮，所述蜗轮和蜗杆通过齿轮传递动力；所述间隙补偿机构包括摇杆、挡柱；所述提供预应力机构包括扭转弹簧；所述输出机构包括分离轴、分离拨叉，所述分离拨叉焊接在分离轴上。

所述蜗轮与所述二级小齿轮固联在一起，并通过空心轴与滑动轴承套装固定在分离轴上。

所述二级大齿轮与所述三级小齿轮通过滑动轴承相联，自由状态下可相对转动。

所述挡柱固定在所述二级大齿轮上，所述摇杆与所述三级小齿轮固联在一起。

所述扭转弹簧的两端分别固定在所述二级大齿轮和所述三级小齿轮上；

所述三级大齿轮与所述分离轴固联在一起。

所述二级大齿轮的一端与角位移传感器相连，采集并反馈转角信号给变速箱的TCU，TCU通过计算分离轴的旋转角度来控制离合器准确分离与结合。

本实用新型的创新点之一是在所述执行机构上设置有间隙补偿机构。所述补偿机构为摇杆、挡柱。所述挡柱固定在二级大齿轮上，摇杆与三级小齿轮固联在一起。

本实用新型中，所述提供预应力机构包括扭转弹簧，所述扭转弹簧的两端分别固定在二级大齿轮和三级小齿轮上。二级大齿轮在离合器分离或结合的对应极限位置时，扭簧都被压缩，弹簧力经三级大齿轮和分离轴传到分离拨叉末端，使分离拨叉与分离轴承始终保持接触。

采用本实用新型所提供的技术方案，能够有效解决采用现有技术中的结构形式换挡操作复杂，在换挡时容易导致发动机不良的冲击，造成发动机寿命减小，并且经济性和舒适性能差等技术问题，同时本实用新型所提供的技术方案还具有简化了换挡操作，对驾驶技术要求降低，提高行车安全性和舒适性；可在普通机械变速箱上进行改造，生产制造继承性好、结构简单、制造容易、维护维修成本低、经济环保，非常适合中国国情。合理的换挡点设置和控制可以使发动机冲击小、换档冲击感小，延长发动机及变速器使用寿命，提高乘坐舒适性、燃油经济性，简单合理、控制精度高、反应灵敏、操纵平稳、成本低、使用寿命长、具备磨损自动补偿功能，可广泛应用在采用自动机械变速箱、自动离合器的汽车上。

附图说明

结合附图，对本实用新型做进一步的说明

图1为本实用新型传动示意图。

图2为本实用新型结构示意图。

图3为图2的A-A剖面示意图。

其中，1为三级大齿轮、2为蜗杆、3为滚动轴承、4为三级小齿轮、5为扭转弹簧、6为挡柱、7为摇杆、8为角度传感器、9为二级大齿轮、10为二级小齿轮、11为蜗轮、12为分离轴、13为分离拨叉、14为滑动轴承、15为垫圈。

具体实施方式

如图1-3所示，本实用新型所提供的技术方案是一种用于汽车变速器的离合器执行机构，该执行机构包括动力机构、减速机构、预应力间隙自补偿机构、输出机构，预应力间隙自补偿机构由间隙补偿机构和提供预应力机构组成。其中，动力机构为12V直流电机，可以提供约160W的最大功率，接近1.2Nm的最大瞬时转矩；减速机构包括蜗轮11、蜗杆2、二级小齿轮10、二级大齿轮9、三级小齿轮4、三级大齿轮1，蜗轮11和蜗杆2通过齿轮传递动力；间隙补偿机构包括摇杆7、挡柱6；提供预应力机构包括扭转弹簧5；输出机构包括分离轴12、分离拨叉13，分离拨叉13焊接在分离轴12上。蜗轮11与二级小齿轮10固联在一起，并通过空心轴与滑动轴承14套装固定在分离轴12上。二级大齿轮9与三级小齿轮4通过滑动轴承(图中未示出)相联，自由状态下可相对转动。挡柱6固定在二级大齿轮9上，摇杆7与三级小齿轮4固联在一起。扭转弹簧5的两端分别固定在二级大齿轮9和三级小齿轮4上。三级大齿轮1与分离轴12固联在一起。二级大齿轮9的一端与角位移传感器8相连，采集并反馈转角信号给变速箱的TCU，TCU通过计算分离轴12的旋转角度来控制离合器准确分离与结合。

减速机构中把蜗轮11与二级小齿轮10(空心齿轮轴)固联在一起，并通过滑动轴承14套装在分离轴12上；三级大齿轮1(扇形齿轮)通过键固联在分离轴12上。蜗轮11、二级小齿轮10与分离轴12同轴，这样减少了轴的数量，减小了整个执行机构的体积。由于蜗轮11和分离轴12转速不等，因此采用了滑动轴承14进行隔离，这样便实现了同轴不同速。

预应力间隙自补偿机构主要由挡柱6、摇杆7和预压缩过的扭转弹簧5来提供。挡柱6固定在二级大齿轮9上，摇杆7与三级小齿轮4固联在一起，预应力扭簧套装在三级小齿轮4上，其两端分别固定在二级大齿轮9与三级小齿轮4上。扭簧预压缩，使三级小齿轮4受扭簧力的作用，经三级大齿轮1和分离轴12将预应力传到分离拨叉13末端，实现所述提供预应力机构对离合器分离轴承(图中未给出)的预压功能。

在离合器全接合状态下，离合摩擦片全新状态时，摇杆7和挡柱6间设有一定间隙。离合器摩擦片由全新状态磨损到最旧状态过程中，执行器中的摇杆7和挡柱6间的间隙会逐渐减小，产生间隙补偿运动，直至离合器摩擦片磨损完时此间隙将减小到接近于0。同时预应力扭簧受压逐渐增大，摩擦片磨损到极限位置时，提供到分离拨叉13末端的预应力达到最大值。

输出机构中传递动力的拨叉13同分离轴12焊接在一起，轴的末端安装于离合器壳体的轴承孔内，用以支撑。离合器执行机构输出分离轴12与分离拨叉13高度集成，承载着三级传动的齿轮，从而巧妙的实现驱动、输出一体化设计；二级大齿轮9的一端同传感器8的接口连接，用以反馈分离轴位置信号给TCU，从而实现驱动与反馈的结合。

本实施的工作原理：

当TCU发出离合器分离指令时，电机通电正转，带动各传动零部件动作。离合摩擦盘全新状态下，摇杆7与挡柱6间有一段间距，二级大齿轮9会在运转过程中消除这一角度间隙(随着离合器摩擦盘的逐渐磨损，这一角度间隙将随之减小)，并为扭转弹簧5蓄能。当挡柱6与摇杆7接触时，扭转弹簧5蓄能到最大值，挡柱6带动摇杆7将运动和动力传递到三级配对齿轮上。各级传动齿轮按预先设计好的不同减速比逐级减速增矩，实现分离轴12的扭矩输出，从而带动固联在分离轴12上的分离拨叉13使汽车离合器分离。分离到位后，传感器8发出位置信号给TCU，TCU运算后发出停止指令使电机停止。

当TCU发出离合器结合指令时，电机通电反转，各级齿轮回转到离合器完全结合时所对应的状态。初始时摇杆7与挡柱6一起回转，当离合器完全结合时由于扭转弹簧5的作用摇杆7停转(摇杆停止的位置和离合器摩擦盘的磨损状态有关)，此时在电机的带动下，挡柱6还是随着二级大齿轮9继续回转，摇杆7与挡柱6分离，扭转弹簧5释放能量，直到初始设定位置时传感器8发出到位信号给TCU，TCU运算后发出电机停止指令电机停止。至此，完成离合器的分离和结合动作。

综上，本实用新型提供一种对离合器分离轴承的预应力及摩擦片磨损后可以自动补偿的装置，可以确保离合器在结合状态下无论摩擦片的新旧均可得到最大的正压力。该机构应用了一般的机械原理实现了全新的运动机构，构思新颖、结构独特，实现了同轴不同速以及角位移传感器的末位安装要求，减小了整个执行机构的体积；提供一种对离合器的磨损可以自动补偿的装置；向分离轴承提供了预应力，减轻离合器构件的磨损和碰撞噪声；结合位置传感器的反馈可以实现精准控制。其结构简单合理、控制精度高、反应灵敏、操纵平稳、成本低、使用寿命长、具备磨损自动补偿功能，可广泛应用在采用自动机械变速箱、自动离合器的汽车上。

Claims (8)

1.一种用于汽车变速器的离合器执行机构，其特征在于，所述执行机构包括动力机构、减速机构、预应力间隙自补偿机构、输出机构；

所述动力机构产生动力，并将产生的动力传递给所述减速机构、预应力自动补偿机构、输出机构，所述预应力自动补偿机构由间隙补偿机构和提供预应力机构组成。

2.根据权利要求1所述的一种用于汽车变速器的离合器执行机构，其特征在于，所述动力机构为12V直流电机；所述减速机构包括蜗轮(11)、蜗杆(2)、二级小齿轮(10)、二级大齿轮(9)、三级小齿轮(4)、三级大齿轮(1)，所述蜗轮(11)和蜗杆(2)通过齿轮传递动力；所述间隙补偿机构包括摇杆(7)、挡柱(6)；所述提供预应力机构包括扭转弹簧(5)；所述输出机构包括分离轴(12)、分离拨叉(13)，所述分离拨叉(13)焊接在分离轴(12)上。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于汽车变速器的离合器执行机构，其特征在于，所述蜗轮(11)与所述二级小齿轮(10)固联在一起，并通过空心轴与滑动轴承(14)套装固定在分离轴(12)上。

4.根据权利要求3所述的一种用于汽车变速器的离合器执行机构，其特征在于，所述二级大齿轮(9)与所述三级小齿轮(4)通过滑动轴承相联，自由状态下可相对转动。

5.根据权利要求4所述的一种用于汽车变速器的离合器执行机构，其特征在于，所述挡柱(6)固定在所述二级大齿轮(9)上，所述摇杆(7)与所述三级小齿轮(4)固联在一起。

6.根据权利要求5所述的一种用于汽车变速器的离合器执行机构，其特征在于，所述扭转弹簧(5)的两端分别固定在所述二级大齿轮(9)和所述三级小齿轮(4)上；

7.根据权利要求6所述的一种用于汽车变速器的离合器执行机构，其特征在于，所述三级大齿轮(1)与所述分离轴(12)固联在一起。

8.根据权利要求7所述的一种用于汽车变速器的离合器执行机构，其特征在于，所述二级大齿轮(9)的一端与变速箱上的传感器(8)相连，采集并反馈转角信号给变速箱的TCU，TCU通过计算分离轴(12)的旋转角度来控制离合器准确分离与结合。

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