CN203822905U - 一种离合器的操纵机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种离合器的操纵机构，包括离合器踏板及与离合器踏板连接的踏板杆，踏板杆与踏板杆固定支架铰接，并形成一个杠杆机构，其第一杆臂与分离拔叉铰接，第二杆臂与可控变阻尼器的一端铰接，可控变阻尼器的另一端铰接于阻尼器固定支撑；所述可控变阻尼器由电子控制模块控制。本实用新型不对离合器原结构进行大的改变，节约设计改造费用；降低了驾驶人员对离合器的控制要求，降低驾驶人员的操作强度。离合器在设计的时候都留有自由行程，人在控制的时候往往因为自由行程的存在而控制不好离合器，而本实用新型的主动控制操纵机构的控制过程不受踏板自由行程的影响。

Description

一种离合器的操纵机构

技术领域

本实用新型涉及一种车用摩擦片式离合器的操纵机构。

背景技术

现在有液力变矩器、无级链传动和无级带传动等形式的动力传动系统，不过机械式动力传动系统以其传递扭矩大、传动效率高和可靠性好等优势依然在车辆当中得到广泛使用。

离合器是车辆机械式动力传动系统的重要机械部件之一，它位于发动机与变速箱之间，主要承担了动力传递和切断的功能。在车辆正常行驶的情况下，离合器处于接合状态，起动力传递的作用。当车辆需要换档时，就需要切断发动机与变速箱之间的动力，此时离合器处于分离状态。

离合的分离和结合过程对离合器本身和整个动力系统的状态都会产生比较大的影响。一般来说，离合器的分离要迅速、彻底，以免产生不必要的磨损和机械振动。而结合的过程相对复杂一些，比如车辆由静止状态到起步这个过程：

1、如果结合过快，可能造成车辆颤动，甚至是发动机由于负荷突然增加而导致转速迅速下降甚至停机，也就是常说的“憋”熄火。行驶过程中，在切换档位时，由于离合器的分离和档位切换导致车速变速箱轴的转速与发动机的转速产生了转速差，因此结合过快则会因为转速差的存在而导致车身颤动，也就是通常所说的前后“蹿动”，造成行驶舒适性差。

2、如果结合过程过于缓慢，又导致车辆动力损失，车辆速度下降过大，换档平顺性不好。

因此，在操作离合器的时候往往需要根据发动机的状态和车辆的状态人为地控制离合器的分离和结合，而控制结合的过程相对复杂。在控制结合的时候往往需要脚来控制，造成脚长时间处于紧张状态，并且这个过程需要驾驶者长期的摸索和积累经验。很多人在驾驶手动档车型的时候往往因为离合器的结合过程控制不好而熄火或者是车身“蹿动”。因此，这种机械式手动档的动力传动系统往往给人的感觉就是难以控制，频繁的离合器操作让脚踝很累，让很多人产生了“畏惧心理”。

发明内容

鉴于此，本实用新型目的在于提供一种便于操纵离合器的专用机构，驾驶人员在使用离合器时无需在顾及踩踏踏板及释放踏板的速度。该操纵机构实现了对离合器的主动控制，起到保护离合器、减轻驾驶人员的操作劳动强度和操作难度的作用。

为解决以上技术问题，本实用新型提供的技术方案是，提供一种离合器的操纵机构，包括离合器踏板及与离合器踏板连接的踏板杆，踏板杆与踏板杆固定支撑铰接，并形成一个杠杆机构，其第一杆臂与分离拔叉铰接，第二杆臂与可控变阻尼器的一端铰接，可控变阻尼器的另一端铰接于阻尼器固定支撑；所述可控变阻尼器通过模数转换模块与电子控制模块信号连接，电子控制模块再通过数模转换模块与发动机转速传感器、车速传感器和变速箱档位传感器信号连接。

进一步地，所述电子控制模块为ECM电子控制模块。

与现有技术相比，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点：

1、不对离合器原结构进行大的改变，节约设计改造费用。

2、降低了驾驶人员对离合器的控制要求，降低驾驶人员的操作强度。

3、通过自动控制离合器的主动控制，提高换档平顺性。

4、通过主动控制，优化离合器的结合时间，节省换档时间，提高换档效率，提高车辆经济性。

5、离合器在设计的时候都留有自由行程，人在控制的时候往往因为自由行程的存在而控制不好离合器，而本实用新型的主动控制操纵机构的控制过程不受踏板自由行程的影响。

附图说明

图1是本实用新型一较佳实施例的安装结构示意图。

图2是本实用新型一较佳实施例的控制系统示意图。

图3是可控变阻尼器的阻尼系数与速度差的关系示意图。

附图说明：1飞轮，2从动盘，3压盘，4离合器盖，5膜片弹簧，6膜片弹簧支撑，7回位弹簧，8分离轴承，9输出轴，10电子控制模块，11数据传输线，12阻尼器固定支撑，13可控变阻尼器，14踏板固定支撑，15离合器踏板，16分离拨叉。

具体实施方式

下面结合附图与一个具体实施例进行说明。

参见图1。离合器盖4固定在发动机的飞轮1上。膜片弹簧5的一端与离合器压盘3固定，膜片弹簧5的另一端与分离轴承8接触，膜片弹簧5中部通过膜片弹簧支撑6与离合器盖4固定并形成杠杆。回位弹簧7两端分别固定在从动盘2上和离合器盖4上。从动盘2与输出轴9固定。压盘3和分离轴承8可以在输出轴9上进行轴向滑动。

离合器踏板15与踏板杆连接，踏板杆与踏板杆固定支撑14铰接，并形成一个杠杆机构，其第一杆臂与分离拔叉16铰接，第二杆臂与可控变阻尼器13的一端铰接，可控变阻尼器13的另一端铰接于阻尼器固定支撑12。阻尼器固定支撑12固定设置，任何时候都不会移动。

可控变阻尼器13通过数据传输线11与电子控制模块10连接，实现对可控变阻尼器13的控制。具体是，可控变阻尼器13通过模数转换模块与电子控制模块信号连接，电子控制模块10再通过数模转换模块与发动机转速传感器、车速传感器和变速箱档位传感器信号连接。电子控制模块10为ECM电子控制模块，作为更具体的实施方式，电子处理模块10所用芯片为MPC5634芯片。

上述操纵机构的控制方法如下：发动机转速传感器提供的发动机转速信号、车速传感器提供的车速信号和变速箱档位传感器提供的变速箱档位信号分别经模数转换模块后把信号传递给电子控制模块，通过车速信号和变速箱档位信号计算出变速箱的输入轴转速，变速箱输入轴转速与发动机转速比较计算出两者的转速差；电子控制模块根据计算出来的转速差的大小给出控制信号，控制信号通过数模转换模块后把信号传递给可控变阻尼器，由此实现对阻尼值大小的控制。该控制方法的控制系统如图2所示。

离合器压盘在离合器踏板的操作下可以产生轴向的运动，以控制离合器的从动盘压紧和分离，现实动力传递和断开。

当离合器踏板处于初始位置时，弹簧处于自然状态，可控变阻尼器也处于伸长状态，离合器压盘压紧从动盘，发动机的动力直接传递给变速箱，发动机的转速与变速箱的输入轴同步，两者的转速差为0。

当踩下离合器踏板时，离合器压盘在踏板的作用下发生轴向运动使从动盘与发动机分离，发动机与变速箱输入轴之间没有动力和运动的传递，发动机转速与变速箱输入轴之间产生转速差。在此过程中弹簧被压缩，可控变阻尼器也被压缩。在踩下离合器踏板的过程中，离合器压盘所受的阻力为弹簧力，此时可控变阻尼器不产生阻力。此处所说的弹簧是膜片弹簧和回位弹簧的总称。

踩离合器踏板时，离合器压盘的运动受力分析公式为：

$m\frac{d^{2}y}{d{t}^2}+k(y+y_0)=F$

其中，

m为系统运动件的质量；

k为弹簧的劲度系统；

t为时间参数；

F为离合器踏板施加给压盘的作用力；

y0为弹簧的预压缩量；

y为离合器压盘的位移。

当释放离合器踏板时，离合器压盘在弹簧力的作用下发生轴向运动使从动盘与发动机发生结合，离合器压盘的运动方向与踩下离合器踏板时相反，当从动盘与发动机接触后产生动力和运动的传递。在此过程中弹簧伸长，可控变阻尼器也伸长，离合器压盘所受的力为弹簧力和可控变阻尼器的阻力两者的合力，弹簧力和可控变阻尼器的阻力方向相反。最终，离合器压盘在弹簧力的作用下将从动盘压紧，使发动机与变速箱的输入轴同步运动，两者的转速差变为0。

释放离合器踏板后，离合器压盘的运动受力分析公式为：

$m\frac{d^{2}y}{d{t}^2}-c\frac{\mathrm{dy}}{\mathrm{dt}}+k(y+y_0)=0$

其中，

m为系统运动件的质量；

c为可控变阻尼器的阻尼；

k为弹簧的劲度系统；

t为时间参数；

y0为弹簧的预压缩量；

y为离合器压盘的位移。

从公式可以看出，压盘质量m、阻尼c和弹簧劲度系数k三个参数是影响压盘运动规律的关键参数。当压盘确定后其质量m也确定，弹簧劲度系数也取决于弹簧本身，这两者都是不容易被改变的。因此，只通过改变阻尼c也是可以改变压盘的运动规律的。

发动机转速与变速箱输入轴转速差计算公式：

ΔV＝V_e-V_g

V_g＝V_c×i

其中：

△V为发动机转速与变速箱输入轴转速差；

V_e为发动机转速；

V_g为变速箱输入轴转速；

V_c为车速；

i为对应档位的传动比。

计算出来的△V可能为＝0、<0和>0三种情况。

当等于0时，两者速度相等，压盘可以迅速结合而不会产生任何冲击。

当大于或者小于0时，两者速度不相等，如果迅速结合则会产生冲击。小于0时导致车身出现“制动效果”，大于0时车身则会向前“蹿动”。因此需要通过改变可控变阻尼器的阻尼值来改变结合时间长短。同时，由于发动机本身和动力传动系统中除发动机以外的部件的转动惯量大小不一样，因此阻尼值的大小与△V的值的大小需要根据其值的正负来分开控制，控制曲线关系如图3所示。

释放离合器踏板的过程就是控制发动机转速与变速箱输入轴转速的转速差由不为0变回到为0的过程，这个过程控制的好坏即影响到车辆行驶稳定性。这个过程进行得太快，则会导致车辆行驶不稳定或者是发动机熄火；这个过程太慢则导致车速下降过多，车辆行驶燃油经济性不好。

上述控制过程主要为换档的阻尼控制过程，即车速不为0，发动机转速也不为0的正常情况下的换档控制。

下面为几种特殊情况下的阻尼控制的控制过程，包括：

车速为0，发动机不为0：起步控制，此时的阻尼根据发动机与车辆的特性进行标定确定。

车辆不为0，发动机转速为0：发动机的启动机损坏，推车着火情况控制，此时阻尼值相对较小，否则不易使发动机点火。

在实际工作过程当中，电子控制模块根据接收到的车速信号、发动机转速信号、变速箱档位信号对车辆的状态进行判断和计算，根据计算的结果对可控变阻尼器的阻尼系数进行控制，从而控制离合器压盘的运动过程。由此实现对离合器的主动控制。

驾驶人员在操作离合器踏板时，在换档前快速地踩下，完成档位切换后，快速释放踏板，不再需要缓慢释放踏板，减轻的操作劳动强度和难度。以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (2)

1.一种离合器的操纵机构，包括离合器踏板（15）及与离合器踏板连接的踏板杆，其特征在于，踏板杆与踏板杆固定支撑（14）铰接，并形成一个杠杆机构，其第一杆臂与分离拔叉（16）铰接，第二杆臂与可控变阻尼器（13）的一端铰接，可控变阻尼器（13）的另一端铰接于阻尼器固定支撑（12）；所述可控变阻尼器（13）通过模数转换模块与电子控制模块信号连接，电子控制模块再通过数模转换模块与发动机转速传感器、车速传感器和变速箱档位传感器信号连接。

2.根据权利要求1所述的一种离合器的操纵机构，其特征在于，所述电子控制模块为ECM电子控制模块。