] 根據(jù)正弦定理，則有：
;進(jìn)而得到公式（12):
[0137] 結(jié)合公式（9)、（10)、（11)及（12)，即可得到表達(dá)式7 :
[0139] 204、根據(jù)表達(dá)式5、表達(dá)式6及表達(dá)式7及基于力矩平衡原理確定的等式2,建立 螺旋彈簧助力模型表達(dá)式8為：
[0141] 其中等式2為：TXLp = FnXLn，Lp為螺旋彈簧對踏板的踏板面A點的作用力T對 踏板旋轉(zhuǎn)點〇的力臂，即L p為踏板面上A點到踏板旋轉(zhuǎn)點0的垂直距離。優(yōu)選地，所述踏 板面上A點為踏板面的中心。
[0142] 205、根據(jù)上述的螺旋彈簧助力模型表達(dá)式8設(shè)計離合踏板螺旋彈簧助力系統(tǒng)。
[0143] 另外，本發(fā)明一實施例提供的離合踏板螺旋彈簧助力系統(tǒng)的設(shè)計方法，還可以進(jìn) 一步包括步驟206,該步驟206如下：
[0144] 獲得表示離合器分離力與Θ對應(yīng)關(guān)系的離合器分離力-離合踏板轉(zhuǎn)角曲線；
[0145] 確定 a。、1^、L2、Lp 及 K1 的值；
[0146] 設(shè)定Ltl的初始值；
[0147] 選定Θ的取值范圍，根據(jù)建立的螺旋彈簧助力模型，得到表示T與Θ對應(yīng)關(guān)系的 螺旋彈簧助力曲線；
[0148] 調(diào)整Ltl的初始值，使得所述螺旋彈簧助力曲線中T的峰值所對應(yīng)的踏板轉(zhuǎn)角與所 述離合器分離力-離合踏板轉(zhuǎn)角曲線中所述離合器分離力的峰值所對應(yīng)的踏板轉(zhuǎn)角相同， 從而確定出L tl的最終值，完成離合踏板螺旋彈簧助力系統(tǒng)的設(shè)計。
[0149] 在一具體實施例中，在所述步驟206中，的確定值為I. 8° ,L1的確定值為64mm， L2的確定值為50mm，Lp的確定值為323mm，Θ的取值范圍選定為〇~25°，K 1的確定值為 10N/mm。Ltl的初始值設(shè)定為40mm。將上述a。、L2、L p及K1的確定值及Ltl的初始值全部 代入上述的螺旋彈簧助力模型表達(dá)式8,則得到了作用力T關(guān)于踏板轉(zhuǎn)角Θ的確切表達(dá)式， 并在0~25°的踏板轉(zhuǎn)角Θ范圍內(nèi)，利用該確切表達(dá)式繪制出表示所述作用力T與所述踏 板轉(zhuǎn)角Θ對應(yīng)關(guān)系的螺旋彈簧助力曲線，所述螺旋彈簧助力曲線如圖6所示。
[0150] 本實施例中，離合器分離力-離合踏板轉(zhuǎn)角曲線如圖3所示，其可通過仿真獲得或 通過實際測定獲得。
[0151] 因此，若圖6中的螺旋彈簧助力曲線中T的峰值所對應(yīng)的踏板轉(zhuǎn)角與圖3中的離 合器分離力-離合踏板轉(zhuǎn)角曲線中所述離合器分離力的峰值所對應(yīng)的踏板轉(zhuǎn)角相同，則說 明U的初始值已經(jīng)是最優(yōu)選擇，無需調(diào)整。
[0152] 若圖6中的螺旋彈簧助力曲線中T的峰值所對應(yīng)的踏板轉(zhuǎn)角與圖3中的離合器分 離力-離合踏板轉(zhuǎn)角曲線中所述離合器分離力的峰值所對應(yīng)的踏板轉(zhuǎn)角不相同，則說明U 的初始值不是最優(yōu)選擇；此時，調(diào)整U的初始值，使得所述螺旋彈簧助力曲線中τ的峰值所 對應(yīng)的踏板轉(zhuǎn)角與所述離合器分離力-離合踏板轉(zhuǎn)角曲線中所述離合器分離力的峰值所 對應(yīng)的踏板轉(zhuǎn)角相同，從而確定出L tl的最終值，完成離合踏板螺旋彈簧助力系統(tǒng)的設(shè)計。
[0153] 在圖3中，所述離合器分離力-離合踏板轉(zhuǎn)角曲線的離合器分離力峰值位于踏 板轉(zhuǎn)角11.6°處，而在圖6中所述的螺旋彈簧助力曲線中T的峰值并未出現(xiàn)在踏板轉(zhuǎn)角 11. 6°處，可見，圖6表示的離合踏板螺旋彈簧助力系統(tǒng)并非為最優(yōu)設(shè)計，可以通過調(diào)整Ltl 的初始值，來使得所述的螺旋彈簧助力曲線中T的峰值也在踏板轉(zhuǎn)角11. 6°處，從而得到 最優(yōu)的離合踏板螺旋彈簧助力系統(tǒng)設(shè)計方案。
[0154] 根據(jù)本發(fā)明上述實施例的離合踏板螺旋彈簧助力系統(tǒng)的設(shè)計方法，糾正了現(xiàn)有的 方法中扭轉(zhuǎn)彈簧對踏板的作用力方向定義錯誤的問題，因而，得到的螺旋彈簧助力模型更 為準(zhǔn)確，避免了離合踏板螺旋彈簧助力系統(tǒng)較大的設(shè)計誤差。
[0155] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種離合踏板扭轉(zhuǎn)彈簧助力系統(tǒng)的設(shè)計方法，其特征在于，所述方法包括： 根據(jù)幾何原理確宙相轉(zhuǎn)彈箸奪形量P的表汰式1為：其中，Θ為踏板轉(zhuǎn)角、％為踏板初始角度、L1為扭轉(zhuǎn)彈簧在踏板支架上的安裝點C到踏 板旋轉(zhuǎn)點〇的距離、L2為扭轉(zhuǎn)彈簧在踏板上的安裝點B到踏板旋轉(zhuǎn)點O的距離、(Itl為扭轉(zhuǎn) 彈簧自由狀態(tài)夾角、r為扭轉(zhuǎn)彈簧的半徑、1為扭轉(zhuǎn)彈簧臂長，在所述表達(dá)式1中忽略扭轉(zhuǎn)彈 簧的自重，忽略扭轉(zhuǎn)彈簧的半徑r因壓縮或拉升所產(chǎn)生的半徑變化及扭轉(zhuǎn)彈簧支撐臂的撓 曲變形； 根據(jù)扭轉(zhuǎn)彈簧受力分析建立扭轉(zhuǎn)彈簧對其在踏板上的安裝點B的作用力Fn的表達(dá)式2 為： 其中，K2為扭轉(zhuǎn)彈簧剛度；根據(jù)幾何原理建立扭轉(zhuǎn)彈簧對其在踏板上的安裝點B的作用力Fn對踏板旋轉(zhuǎn)點O的 力臂Ln的表達(dá)式3為：根據(jù)表達(dá)式1、表達(dá)式2、表達(dá)式3及基于力矩平衡原理確定的等式1，建立扭轉(zhuǎn)彈簧助 力模型表達(dá)式4為：其中，等式1為：TX Lp = FnX Ln，Lp為扭轉(zhuǎn)彈簧對踏板的踏板面A點的作用力T對踏板 旋轉(zhuǎn)點〇的力臂； 根據(jù)扭轉(zhuǎn)彈簧助力模型表達(dá)式4設(shè)計離合踏板扭轉(zhuǎn)彈簧助力系統(tǒng)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的離合踏板扭轉(zhuǎn)彈簧助力系統(tǒng)的設(shè)計方法，其特征在于，所述 踏板面上A點為踏板面的中心。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的離合踏板扭轉(zhuǎn)彈簧助力系統(tǒng)的設(shè)計方法，其特征在于，所述 方法還包括： 獲得表示離合器分離力與Θ對應(yīng)關(guān)系的離合器分離力-離合踏板轉(zhuǎn)角曲線； 確定a。、LpLyLp及K2的值； 分別設(shè)定屯、r及1的初始值； 選定Θ的取值范圍，根據(jù)建立的扭轉(zhuǎn)彈簧助力模型，得到表示T與Θ對應(yīng)關(guān)系的扭轉(zhuǎn) 彈簧助力曲線； 調(diào)整屯、1·及1的初始值中的至少一個，使得所述扭轉(zhuǎn)彈簧助力曲線中T的峰值所對應(yīng) 的踏板轉(zhuǎn)角與所述離合器分離力-離合踏板轉(zhuǎn)角曲線中所述離合器分離力的峰值所對應(yīng) 的踏板轉(zhuǎn)角相同，從而確定出屯、!·及1的最終值，完成離合踏板扭轉(zhuǎn)彈簧助力系統(tǒng)的設(shè)計。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的離合踏板扭轉(zhuǎn)彈簧助力系統(tǒng)的設(shè)計方法，其特征在于，％的 確定值為I. 8°，L1的確定值為64mm，L2的確定值為50mm，Lp的確定值為323mm，Θ的取值 范圍選定為〇~25°，K 2的確定值為200N/mm。5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的離合踏板扭轉(zhuǎn)彈簧助力系統(tǒng)的設(shè)計方法，其特征在于，1 的初始值設(shè)定為24mm，r的初始值設(shè)定為10mm，Cl tl的初始值設(shè)定為70°。6. -種離合踏板螺旋彈簧助力系統(tǒng)的設(shè)計方法，其特征在于，所述方法包括： 枏據(jù)JL何匾理確宙幄旆雎箸奪形量丨的表汰式5為：其中，Θ為踏板轉(zhuǎn)角、％為踏板初始角度、L1為扭轉(zhuǎn)彈簧在踏板支架上的安裝點C到踏 板旋轉(zhuǎn)點O的距離、L2為扭轉(zhuǎn)彈簧在踏板上的安裝點B到踏板旋轉(zhuǎn)點O的距離、Ltl為螺旋 彈簧自由長度，在所述表達(dá)式5中忽略螺旋彈簧的自重； 根據(jù)螺旋彈簧受力分析建立螺旋彈簧對其在踏板上的安裝點B的作用力Fn的表達(dá)式6 為： Fn = K1X Lx ； 其中，K1為螺旋彈簧剛度； 根據(jù)幾何原理建立螺旋彈簧對其在踏板上的安裝點B的作用力Fn對踏板旋轉(zhuǎn)點O的 力臂Ln的表達(dá)式7為：根據(jù)表達(dá)式5、表達(dá)式6及表達(dá)式7及基于力矩平衡原理確定的等式2,建立螺旋彈簧 助力模型表達(dá)式8為：其中等式2表示為：TXLP = FnXLn，Lp為螺旋彈簧對踏板的踏板面A點的作用力T對 踏板旋轉(zhuǎn)點O的力臂； 根據(jù)螺旋彈簧助力模型表達(dá)式8設(shè)計離合踏板螺旋彈簧助力系統(tǒng)。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的離合踏板螺旋彈簧助力系統(tǒng)的設(shè)計方法，其特征在于，所述 踏板面上A點為踏板面的中心。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的離合踏板螺旋彈簧助力系統(tǒng)的設(shè)計方法，其特征在于，所述 方法還包括： 獲得表示離合器分離力與Θ對應(yīng)關(guān)系的離合器分離力-離合踏板轉(zhuǎn)角曲線； 確定a。、LpL^Lp及K1的值； 設(shè)定Ltl的初始值； 選定Θ的取值范圍，根據(jù)建立的螺旋彈簧助力模型，得到表示T與Θ對應(yīng)關(guān)系的螺旋 彈黃助力曲線； 調(diào)整U的初始值，使得所述螺旋彈簧助力曲線中τ的峰值所對應(yīng)的踏板轉(zhuǎn)角與所述離 合器分離力-離合踏板轉(zhuǎn)角曲線中所述離合器分離力的峰值所對應(yīng)的踏板轉(zhuǎn)角相同，從而 確定出Ltl的最終值，完成離合踏板螺旋彈簧助力系統(tǒng)的設(shè)計。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的離合踏板螺旋彈簧助力系統(tǒng)的設(shè)計方法，其特征在于，％的 確定值為I. 8，L1的確定值為64mm，L2的確定值為50mm，Lp的確定值為323mm，Θ的取值 范圍選定為〇~25°，K 1的確定值為10N/mm。10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的離合踏板螺旋彈簧助力系統(tǒng)的設(shè)計方法，其特征在于， U的初始值設(shè)定為40mm。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種離合踏板扭轉(zhuǎn)及螺旋彈簧助力系統(tǒng)的設(shè)計方法，該離合踏板扭轉(zhuǎn)彈簧助力系統(tǒng)的設(shè)計方法包括：根據(jù)幾何原理確定扭轉(zhuǎn)彈簧變形量的表達(dá)式1；根據(jù)扭轉(zhuǎn)彈簧受力分析建立扭轉(zhuǎn)彈簧對其在踏板上的安裝點B的作用力Fn的表達(dá)式2；根據(jù)幾何原理建立扭轉(zhuǎn)彈簧對其在踏板上的安裝點B的作用力Fn對踏板旋轉(zhuǎn)點O的力臂Ln的表達(dá)式3；根據(jù)表達(dá)式1、表達(dá)式2、表達(dá)式3及基于力矩平衡原理確定的等式1，建立扭轉(zhuǎn)彈簧助力模型表達(dá)式4；根據(jù)扭轉(zhuǎn)彈簧助力模型表達(dá)式4設(shè)計離合踏板扭轉(zhuǎn)彈簧助力系統(tǒng)。該離合踏板扭轉(zhuǎn)彈簧助力系統(tǒng)的設(shè)計方法，糾正了現(xiàn)有的方法中扭轉(zhuǎn)彈簧對踏板的作用力方向定義錯誤的問題，避免了離合踏板扭轉(zhuǎn)彈簧助力系統(tǒng)較大的誤差。
【IPC分類】B60K23/02, F16D48/00
【公開號】CN104972901
【申請?zhí)枴緾N201410133672
【發(fā)明人】馬莉, 李明, 陳秀梧, 易東旭, 羅文杰, 陳振文
【申請人】廣州汽車集團(tuán)股份有限公司
【公開日】2015年10月14日
【申請日】2014年4月3日