專利名稱：一種車輛自動(dòng)離合器操縱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種車輛自動(dòng)離合器操縱裝置，屬于汽車配件技術(shù)領(lǐng)域。
目前應(yīng)用于轎車、輕型客貨車的摩擦式離合器的操縱機(jī)構(gòu)，主要有液壓式和拉線式兩種。液壓操縱機(jī)構(gòu)主要由踏板杠桿機(jī)構(gòu)、離合器總泵、管路、離合器分泵組成。在機(jī)械式自動(dòng)變速器中，廣泛采用液壓傳動(dòng)液壓動(dòng)力式的自動(dòng)操縱機(jī)構(gòu)。把離合器分泵作為伺服缸，增加一套液壓機(jī)構(gòu)，通過控制液壓閥的動(dòng)作，調(diào)節(jié)伺服驅(qū)動(dòng)缸的輸出壓力，從而控制離合器的接合與分離。這種液壓液動(dòng)式操縱機(jī)構(gòu)便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，控制精度高，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精度要求高，制造工藝也比較復(fù)雜，使成本較高。
對(duì)于拉線式操縱機(jī)構(gòu)，目前還沒有比較成熟的自動(dòng)操縱技術(shù)。
本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種成本較低、性能優(yōu)良的電動(dòng)式自動(dòng)操縱裝置，可應(yīng)用于采用液壓或拉線式操縱機(jī)構(gòu)的車輛離合器，在不改動(dòng)離合器內(nèi)部結(jié)構(gòu)和部分操縱機(jī)構(gòu)的前提下，通過增加自動(dòng)操縱機(jī)構(gòu)，使車輛在起步、變換檔位及制動(dòng)時(shí)，自動(dòng)操縱離合器的分離與接合。
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的車輛自動(dòng)離合器操縱裝置，包括小齒輪、扇形齒輪、連桿、滑塊、壓縮彈簧和擺桿。其中，小齒輪與扇形齒輪相嚙合，小齒輪為主動(dòng)輪，連桿的一端與扇形齒輪上的鉸鏈連接，另一端與滑塊鉸接，滑塊的一端與壓縮彈簧連接，擺桿的一端與滑塊相對(duì)固定，擺桿的另一端為動(dòng)力輸出端。
本實(shí)用新型的特點(diǎn)是1．采用了小齒輪帶動(dòng)扇形齒輪的減速機(jī)構(gòu)，由于齒輪傳動(dòng)效率很高，所以可以采用小功率電動(dòng)機(jī)，既降低了功率消耗，又提高了能源利用率。
2．分離離合器所需的動(dòng)力主要由壓縮彈簧提供，電動(dòng)機(jī)只起到一個(gè)開關(guān)的作用，壓縮彈簧的彈性力與離合器彈性元件(如膜片彈簧)的彈性力相互平衡，使離合器保持分離狀態(tài)，因而離合器可長時(shí)間分離，并且分離后電機(jī)可斷電。
3．離合器的接合過程是電動(dòng)機(jī)通過齒輪傳動(dòng)、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)壓縮彈簧的過程，電機(jī)的電能轉(zhuǎn)化為壓簧的彈性能。利用扇形齒輪下極限位置時(shí)兩側(cè)的靜力平衡使壓簧保持在穩(wěn)定的儲(chǔ)能狀態(tài)。
4．設(shè)計(jì)壓縮彈簧時(shí)，通過綜合考慮離合器總泵活塞(或拉線)在面片磨損前后的位移量變化，可以使本裝置具有自動(dòng)補(bǔ)償離合器面片磨損的功能。
本實(shí)用新型適用于任何采用液壓或拉線操縱機(jī)構(gòu)的摩擦離合器，可以不改變摩擦離合器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和原操縱機(jī)構(gòu)，不會(huì)對(duì)汽車原有性能產(chǎn)生任何不良影響。本實(shí)用新型對(duì)已投產(chǎn)的或已使用的車型均能進(jìn)行改進(jìn)，易于布置和實(shí)施，結(jié)構(gòu)緊湊，成本低廉，性能優(yōu)異，是一種便于推廣使用的先進(jìn)技術(shù)。



圖1為本實(shí)用新型的工作原理示意圖。
圖2為本實(shí)用新型應(yīng)用于液壓式離合器操縱機(jī)構(gòu)的工作原理示意圖。
圖1和圖2中，1是扇形齒輪，2是小齒輪，3是連桿，4是滑塊，5是壓縮彈簧，6是擺桿，7是離合器總泵推桿，8是離合器總泵，9是離合器分泵，10是分泵回位彈簧，11是分離撥叉壓盤，12是分離軸承，13是分離指回位彈簧，14是壓盤，15是從動(dòng)盤總成，16是發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪。
下面結(jié)合圖1與圖2說明本實(shí)用新型的工作原理。
由圖1及圖2可知，本實(shí)用新型所描述的車輛離合器的自動(dòng)操縱機(jī)構(gòu)，主要包括電動(dòng)機(jī)、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、曲柄連桿機(jī)構(gòu)、壓縮彈簧、擺桿機(jī)構(gòu)以及原離合器液壓或拉線操縱機(jī)構(gòu)等。傳動(dòng)部分采用了小齒輪2帶動(dòng)扇形齒輪1的減速機(jī)構(gòu)，小齒輪2與電動(dòng)機(jī)輸出軸直接相連。扇形齒輪1上設(shè)有鉸鏈A，與連桿3連接，連桿3的另一端與滑塊4連接。扇形齒輪1、連桿3、滑塊4構(gòu)成了對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)?；瑝K4的右側(cè)設(shè)置了壓縮彈簧5，其鉸鏈B同時(shí)連接著擺桿6，擺桿6的另一端與離合器總泵輸入推桿7相連。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小齒輪2帶動(dòng)扇形齒輪1轉(zhuǎn)動(dòng)，扇形齒輪1的運(yùn)動(dòng)通過連桿3帶動(dòng)滑塊4移動(dòng)，進(jìn)而使擺桿6左右擺動(dòng)，操縱離合器總泵推桿7，使離合器分離或接合。
當(dāng)離合器處于接合狀態(tài)時(shí)，壓縮彈簧5處于儲(chǔ)能狀態(tài)，彈簧力直接作用于滑塊4，并傳遞到推桿3上。滑塊4上的鉸鏈B與扇形齒輪1的回轉(zhuǎn)中心C的連線CB是一條水平線，而扇形齒輪上的鉸鏈A略低于水平線CB，因而連桿3對(duì)齒輪1的作用力F1相對(duì)于回轉(zhuǎn)中心C產(chǎn)生一個(gè)順時(shí)針方向的力矩。此時(shí)扇形齒輪1處于下極限位置，其下端點(diǎn)D與支架相接觸，支架對(duì)扇形齒輪的反力F2相對(duì)于其回轉(zhuǎn)中心產(chǎn)生一個(gè)逆時(shí)針方向的力矩，該力矩與連桿力矩相平衡，使扇形齒輪保持靜止?fàn)顟B(tài)，這是一個(gè)穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。連桿力F1略大于壓縮彈簧5的最大工作壓力，其數(shù)值較大。但是由于鉸鏈A點(diǎn)非常接近于水平線CB，所以連桿力F1對(duì)回轉(zhuǎn)中心C點(diǎn)的力臂非常小，因而連桿力矩(T1=F1*L1)的數(shù)值是很小的。
當(dāng)離合器需要分離時(shí)，電動(dòng)機(jī)(小齒輪2)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，克服負(fù)載使扇形齒輪1逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)扇形齒輪1的轉(zhuǎn)動(dòng)使C、B、A三點(diǎn)處于同一水平線時(shí)，電動(dòng)機(jī)負(fù)載為零，扇形齒輪1加速轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)A點(diǎn)高于水平線CB時(shí)，連桿力F1對(duì)回轉(zhuǎn)中心C的力矩T1從順時(shí)針變?yōu)槟鏁r(shí)針方向，可見連桿力矩T1從負(fù)載變?yōu)轵?qū)動(dòng)力矩，與電動(dòng)機(jī)電磁力矩共同作用于扇形齒輪1，使其加速轉(zhuǎn)動(dòng)。扇形齒輪1的逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)使滑塊4產(chǎn)生左向位移，壓縮彈簧5迅速釋放彈性能，彈簧力通過滑塊4使擺桿6順時(shí)針擺動(dòng)，推動(dòng)總泵推桿7，離合器總泵8建立起液壓P，使離合器分離。由以上分析可知，在離合器分離的過程中，電動(dòng)機(jī)只需轉(zhuǎn)動(dòng)到使鉸鏈A高于水平線CB即可，離合器的分離動(dòng)力主要由壓縮彈簧5的彈性力提供，電動(dòng)機(jī)只起到一種開關(guān)的作用。
當(dāng)離合器處于分離狀態(tài)時(shí)，壓縮彈簧5的彈性力通過擺桿6、總泵推桿7使離合器總泵8建立液壓力，經(jīng)液壓管路傳遞到離合器分泵，分泵內(nèi)的液壓使分泵活塞推動(dòng)分離撥叉，分離軸承推動(dòng)膜片彈簧的分離指，使離合器分離。此時(shí)，壓縮彈簧5的彈性力與膜片彈簧施加于分離軸承的彈性力相平衡，使離合器保持在分離狀態(tài)，該狀態(tài)不需要電動(dòng)機(jī)的參與，因而當(dāng)離合器已完全分離后，電動(dòng)機(jī)可斷開電源，這進(jìn)一步降低了電能的消耗。離合器完全分離時(shí)，壓縮彈簧5的彈性力作用于擺桿6的滑道B點(diǎn)，而連桿3基本不承受彈簧力，此時(shí)連桿3的作用是支撐扇形齒輪并保持靜止?fàn)顟B(tài)。
當(dāng)離合器需要接合時(shí)，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)小齒輪2逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，則扇形齒輪1順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，通過連桿3、滑塊4壓縮壓簧5，使之恢復(fù)到初始儲(chǔ)能狀態(tài)。在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的初始時(shí)刻，由于連桿力很小，可認(rèn)為負(fù)載為零；在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，擺桿6逆時(shí)針擺動(dòng)，膜片彈簧通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)作用于擺桿6上端點(diǎn)E的反作用力逐漸減小，而連桿3所受的壓力逐漸增加，代替膜片彈簧的反力與壓縮彈簧5的壓力相平衡，電動(dòng)機(jī)的負(fù)載逐漸增加；當(dāng)負(fù)載達(dá)到最大值后，由于鉸鏈A逐漸接近于水平線CB，使使連桿力的力臂逐漸減小，因而電動(dòng)機(jī)的負(fù)載逐漸減小，直至為零。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)使扇形齒輪1達(dá)到其下極限位置后，D點(diǎn)與支架相接觸，鉸鏈A處于水平線CB下側(cè)，連桿力矩由逆時(shí)針邊為順時(shí)針方向，與支架力矩相平衡，扇形齒輪1保持在靜止?fàn)顟B(tài)，壓縮彈簧5回復(fù)到最大儲(chǔ)能狀態(tài)，接合過程結(jié)束，電動(dòng)機(jī)斷電。在離合器接合過程中，電動(dòng)機(jī)的電能主要消耗在壓縮壓簧5的變形過程中，也就是說，電能轉(zhuǎn)化為壓縮彈簧5的彈性能，該彈性能在離合器分離的過程中迅速釋放出來，使離合器迅速分離。離合器接合時(shí)，由于電動(dòng)機(jī)作功壓縮彈簧，所以接合速度要慢于分離速度，這恰好滿足離合器的工作要求。
本實(shí)用新型在擺桿6與支架的鉸接點(diǎn)F處安裝了角位移傳感器，用于測量離合器的工作狀態(tài)，利用其反饋信號(hào)形成對(duì)離合器分離與接合的閉環(huán)控制，進(jìn)一步提高了自動(dòng)離合器的工作性能。
本實(shí)用新型同樣可應(yīng)用于采用拉線式操縱機(jī)構(gòu)的摩擦離合器，在擺桿6的動(dòng)力輸出端連接離合器拉線即可，其工作原理與液壓式操縱機(jī)構(gòu)完全相同。
權(quán)利要求1.一種車輛自動(dòng)離合器操縱裝置，其特征在于，該裝置包括小齒輪、扇形齒輪、連桿、滑塊、壓縮彈簧、擺桿；其中所述的小齒輪與扇形齒輪相嚙合，小齒輪為主動(dòng)輪，連桿的一端與扇形齒輪上的鉸鏈連接，另一端與滑塊鉸接，滑塊的一端與壓縮彈簧連接，擺桿的一端與滑塊相對(duì)固定，擺桿的另一端為動(dòng)力輸出端。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種車輛自動(dòng)離合器操縱裝置,包括小齒輪、扇形齒輪、連桿、滑塊、壓縮彈簧、擺桿。其中,小齒輪與扇形齒輪相嚙合,小齒輪為主動(dòng)輪,連桿的一端與扇形齒輪上的鉸鏈連接,另一端與滑塊鉸接,滑塊的一端與壓縮彈簧連接,擺桿的一端與滑塊相對(duì)固定,擺桿的另一端為動(dòng)力輸出端。本實(shí)用新型適用于任何采用液壓或拉線操縱機(jī)構(gòu)的摩擦離合器,易于布置和實(shí)施,結(jié)構(gòu)緊湊,成本低廉,性能優(yōu)異,是一種便于推廣使用的先進(jìn)技術(shù)。
文檔編號(hào)B60K23/02GK2463225SQ00267990
公開日2001年12月5日 申請(qǐng)日期2000年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月29日
發(fā)明者陳宏偉, 宋健, 張勇 申請(qǐng)人:清華大學(xué)