CN2463225Y - 一种车辆自动离合器操纵装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种车辆自动离合器操纵装置,包括小齿轮、扇形齿轮、连杆、滑块、压缩弹簧、摆杆。其中,小齿轮与扇形齿轮相啮合,小齿轮为主动轮,连杆的一端与扇形齿轮上的铰链连接,另一端与滑块铰接,滑块的一端与压缩弹簧连接,摆杆的一端与滑块相对固定,摆杆的另一端为动力输出端。本实用新型适用于任何采用液压或拉线操纵机构的摩擦离合器,易于布置和实施,结构紧凑,成本低廉,性能优异,是一种便于推广使用的先进技术。
Description
本实用新型涉及一种车辆自动离合器操纵装置，属于汽车配件技术领域。
目前应用于轿车、轻型客货车的摩擦式离合器的操纵机构，主要有液压式和拉线式两种。液压操纵机构主要由踏板杠杆机构、离合器总泵、管路、离合器分泵组成。在机械式自动变速器中，广泛采用液压传动液压动力式的自动操纵机构。把离合器分泵作为伺服缸，增加一套液压机构，通过控制液压阀的动作，调节伺服驱动缸的输出压力，从而控制离合器的接合与分离。这种液压液动式操纵机构便于实现自动控制，控制精度高，但其结构复杂，精度要求高，制造工艺也比较复杂，使成本较高。
对于拉线式操纵机构，目前还没有比较成熟的自动操纵技术。
本实用新型的目的是设计一种成本较低、性能优良的电动式自动操纵装置，可应用于采用液压或拉线式操纵机构的车辆离合器，在不改动离合器内部结构和部分操纵机构的前提下，通过增加自动操纵机构，使车辆在起步、变换档位及制动时，自动操纵离合器的分离与接合。
本实用新型设计的车辆自动离合器操纵装置，包括小齿轮、扇形齿轮、连杆、滑块、压缩弹簧和摆杆。其中，小齿轮与扇形齿轮相啮合，小齿轮为主动轮，连杆的一端与扇形齿轮上的铰链连接，另一端与滑块铰接，滑块的一端与压缩弹簧连接，摆杆的一端与滑块相对固定，摆杆的另一端为动力输出端。
本实用新型的特点是：
1．采用了小齿轮带动扇形齿轮的减速机构，由于齿轮传动效率很高，所以可以采用小功率电动机，既降低了功率消耗，又提高了能源利用率。
2．分离离合器所需的动力主要由压缩弹簧提供，电动机只起到一个开关的作用，压缩弹簧的弹性力与离合器弹性元件(如膜片弹簧)的弹性力相互平衡，使离合器保持分离状态，因而离合器可长时间分离，并且分离后电机可断电。
3．离合器的接合过程是电动机通过齿轮传动、曲柄滑块机构压缩弹簧的过程，电机的电能转化为压簧的弹性能。利用扇形齿轮下极限位置时两侧的静力平衡使压簧保持在稳定的储能状态。
4．设计压缩弹簧时，通过综合考虑离合器总泵活塞(或拉线)在面片磨损前后的位移量变化，可以使本装置具有自动补偿离合器面片磨损的功能。
本实用新型适用于任何采用液压或拉线操纵机构的摩擦离合器，可以不改变摩擦离合器的内部结构和原操纵机构，不会对汽车原有性能产生任何不良影响。本实用新型对已投产的或已使用的车型均能进行改进，易于布置和实施，结构紧凑，成本低廉，性能优异，是一种便于推广使用的先进技术。
附图说明：
图1为本实用新型的工作原理示意图。
图2为本实用新型应用于液压式离合器操纵机构的工作原理示意图。
图1和图2中，1是扇形齿轮，2是小齿轮，3是连杆，4是滑块，5是压缩弹簧，6是摆杆，7是离合器总泵推杆，8是离合器总泵，9是离合器分泵，10是分泵回位弹簧，11是分离拨叉压盘，12是分离轴承，13是分离指回位弹簧，14是压盘，15是从动盘总成，16是发动机飞轮。
下面结合图1与图2说明本实用新型的工作原理。
由图1及图2可知，本实用新型所描述的车辆离合器的自动操纵机构，主要包括电动机、齿轮传动机构、曲柄连杆机构、压缩弹簧、摆杆机构以及原离合器液压或拉线操纵机构等。传动部分采用了小齿轮2带动扇形齿轮1的减速机构，小齿轮2与电动机输出轴直接相连。扇形齿轮1上设有铰链A，与连杆3连接，连杆3的另一端与滑块4连接。扇形齿轮1、连杆3、滑块4构成了对心曲柄滑块机构。滑块4的右侧设置了压缩弹簧5，其铰链B同时连接着摆杆6，摆杆6的另一端与离合器总泵输入推杆7相连。当电动机转动时，小齿轮2带动扇形齿轮1转动，扇形齿轮1的运动通过连杆3带动滑块4移动，进而使摆杆6左右摆动，操纵离合器总泵推杆7，使离合器分离或接合。
当离合器处于接合状态时，压缩弹簧5处于储能状态，弹簧力直接作用于滑块4，并传递到推杆3上。滑块4上的铰链B与扇形齿轮1的回转中心C的连线CB是一条水平线，而扇形齿轮上的铰链A略低于水平线CB，因而连杆3对齿轮1的作用力F1相对于回转中心C产生一个顺时针方向的力矩。此时扇形齿轮1处于下极限位置，其下端点D与支架相接触，支架对扇形齿轮的反力F2相对于其回转中心产生一个逆时针方向的力矩，该力矩与连杆力矩相平衡，使扇形齿轮保持静止状态，这是一个稳定的平衡状态。连杆力F1略大于压缩弹簧5的最大工作压力，其数值较大。但是由于铰链A点非常接近于水平线CB，所以连杆力F1对回转中心C点的力臂非常小，因而连杆力矩(T1=F1*L1)的数值是很小的。
当离合器需要分离时，电动机(小齿轮2)顺时针转动，克服负载使扇形齿轮1逆时针转动。当扇形齿轮1的转动使C、B、A三点处于同一水平线时，电动机负载为零，扇形齿轮1加速转动；当A点高于水平线CB时，连杆力F1对回转中心C的力矩T1从顺时针变为逆时针方向，可见连杆力矩T1从负载变为驱动力矩，与电动机电磁力矩共同作用于扇形齿轮1，使其加速转动。扇形齿轮1的逆时针转动使滑块4产生左向位移，压缩弹簧5迅速释放弹性能，弹簧力通过滑块4使摆杆6顺时针摆动，推动总泵推杆7，离合器总泵8建立起液压P，使离合器分离。由以上分析可知，在离合器分离的过程中，电动机只需转动到使铰链A高于水平线CB即可，离合器的分离动力主要由压缩弹簧5的弹性力提供，电动机只起到一种开关的作用。
当离合器处于分离状态时，压缩弹簧5的弹性力通过摆杆6、总泵推杆7使离合器总泵8建立液压力，经液压管路传递到离合器分泵，分泵内的液压使分泵活塞推动分离拨叉，分离轴承推动膜片弹簧的分离指，使离合器分离。此时，压缩弹簧5的弹性力与膜片弹簧施加于分离轴承的弹性力相平衡，使离合器保持在分离状态，该状态不需要电动机的参与，因而当离合器已完全分离后，电动机可断开电源，这进一步降低了电能的消耗。离合器完全分离时，压缩弹簧5的弹性力作用于摆杆6的滑道B点，而连杆3基本不承受弹簧力，此时连杆3的作用是支撑扇形齿轮并保持静止状态。
当离合器需要接合时，电动机带动小齿轮2逆时针转动，则扇形齿轮1顺时针转动，通过连杆3、滑块4压缩压簧5，使之恢复到初始储能状态。在电动机转动的初始时刻，由于连杆力很小，可认为负载为零；在电动机转动过程中，摆杆6逆时针摆动，膜片弹簧通过传动机构作用于摆杆6上端点E的反作用力逐渐减小，而连杆3所受的压力逐渐增加，代替膜片弹簧的反力与压缩弹簧5的压力相平衡，电动机的负载逐渐增加；当负载达到最大值后，由于铰链A逐渐接近于水平线CB，使使连杆力的力臂逐渐减小，因而电动机的负载逐渐减小，直至为零。当电动机转动使扇形齿轮1达到其下极限位置后，D点与支架相接触，铰链A处于水平线CB下侧，连杆力矩由逆时针边为顺时针方向，与支架力矩相平衡，扇形齿轮1保持在静止状态，压缩弹簧5回复到最大储能状态，接合过程结束，电动机断电。在离合器接合过程中，电动机的电能主要消耗在压缩压簧5的变形过程中，也就是说，电能转化为压缩弹簧5的弹性能，该弹性能在离合器分离的过程中迅速释放出来，使离合器迅速分离。离合器接合时，由于电动机作功压缩弹簧，所以接合速度要慢于分离速度，这恰好满足离合器的工作要求。
本实用新型在摆杆6与支架的铰接点F处安装了角位移传感器，用于测量离合器的工作状态，利用其反馈信号形成对离合器分离与接合的闭环控制，进一步提高了自动离合器的工作性能。
本实用新型同样可应用于采用拉线式操纵机构的摩擦离合器，在摆杆6的动力输出端连接离合器拉线即可，其工作原理与液压式操纵机构完全相同。
Claims (1)
1、一种车辆自动离合器操纵装置，其特征在于，该装置包括小齿轮、扇形齿轮、连杆、滑块、压缩弹簧、摆杆；其中所述的小齿轮与扇形齿轮相啮合，小齿轮为主动轮，连杆的一端与扇形齿轮上的铰链连接，另一端与滑块铰接，滑块的一端与压缩弹簧连接，摆杆的一端与滑块相对固定，摆杆的另一端为动力输出端。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1302943C (zh) * | 2005-03-22 | 2007-03-07 | 方茂奎 | 机动车离合器操纵用弹簧助力方法及电动执行器 |
| CN103660934B (zh) * | 2013-11-27 | 2015-11-11 | 南宁市西真电子科技开发有限公司 | 一种拖拉机自动离合器 |
| CN106323214A (zh) * | 2015-07-07 | 2017-01-11 | 上海汽车集团股份有限公司 | 位移检测装置、变速箱及汽车 |
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