雙模式離合器驅動裝置的製作方法
2023-06-07 11:43:16
專利名稱：雙模式離合器驅動裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及車輛驅動裝置，具體涉及一種雙控制模式的離合器驅動裝置。
背景技術：
汽車自動變速器主要有液力機械式自動變速器(AT)，無級變速器(CVT)，電控機械式自動變速器(AMT)三種。AT結構複雜、價格昂貴、效率較低，國內推廣受到一定的限制。鋼帶式CVT傳動帶很容易損壞，不能承受較大的載荷，制、維修成本高。AMT經濟性好、結構簡單、可靠性好受到青睞。離合器控制是AMT系統中關鍵技術之一，在開發過程中存在主要問題包括複雜工況下起步失效、衝擊劇烈、換擋不平穩、摩擦片壽命縮短、響應遲滯等。另外，考慮到專用車、特種車等車型作業環境特殊，採用自動離合器控制大大縮減離合器摩擦片壽命，甚至無法保證車輛穩定運行；自動離合器系統如果損壞，車輛就無法正常行駛。目前出現的離合器控制模式大多以氣動、液動和電動中某種單一模式控制，可靠性低，在離合器控制系統中出現的許多問題有待解決。離合器性能的好壞將對自動變速器系統性能的提高起到很大影響，甚至影響整車的駕駛舒適性、穩定性和可靠性。
發明內容
本發明要解決的技術問題是針對現有技術存在的上述缺陷，提供一種結構簡單、控制精確、相應速度快、舒適性好、可實現人工和自動控制模式的雙模式離合器驅動裝置，使離合器控制靈活方便。為了解決上述技術問題，本發明採用如下技術方案
雙模式離合器驅動裝置，主要包括離合器分泵和主泵以及主泵供油系統、與分泵連接的離合器系統；其特徵在於離合器主泵上設置雙活塞組；雙活塞組的雙活塞套筒一端封閉、另一端開口並與離合器主泵連通；雙活塞套筒中設置內外套置的大小活塞，大活塞為一端封閉另一端留有開口的空腔，離合器板作用推桿從大活塞封閉端伸出並與離合器踏板連接；小活塞位於大活塞空腔中並能隨大活塞一起移動，小活塞上連接的離合器主泵挺杆依次從大活塞開口和雙活塞套筒開口伸出後與離合器主泵活塞連接；大活塞封閉端內壁和小活塞的貼合面間形成密封腔，大活塞封閉端內壁上設有與該密封腔連通的氣路，氣路與高壓氣源連通並由電磁閥控制；電磁閥與控制單元電氣連接；控制單元與位移傳感器電氣連接。按上述技術方案，氣路伸出活塞套筒後由三通管接頭分為兩分支，一個分支上設置第一電磁閥，另一個分支上設置第二電磁閥，設置第一電磁閥的分支連接在高壓氣路上並對高壓氣路進行控制，高壓氣源通過高壓氣路與離合器分泵連接；離合器主泵通過高壓油管與離合器分泵連通；離合器主泵中的高壓油腔和離合器主泵供油系統連通，離合器主泵供油系統與大氣連通。
按上述技術方案，離合器分泵中設置比例閥，離合器主泵通過高壓油管與比例閥連通，高壓氣源通過高壓氣路、比例閥口與離合器分泵氣缸密封室連通。按上述技術方案，在大活塞空腔開口端與雙活塞套筒的開口端之間，離合器主泵挺杆上套裝一個輔助彈簧；離合器主泵內，離合器主泵活塞挺杆上套裝另一個輔助彈簧。按上述技術方案，離合器分泵活塞杆與離合器推桿連接，離合器推桿與離合器系統的連杆連接。按上述技術方案，所述位移傳感器為線性位移傳感器，設置在離合器分泵上，並同時在離合器分泵中的活塞上加裝磁環或者磁柱；或者所述位移傳感器為角位移傳感器，設置在與離合器推桿連接的離合器系統連接杆上。按上述技術方案，所述雙模式離合器驅動裝置橫式安裝或者豎式安裝。本發明的人工和自動兩種控制模式不能同時起作用，以免造成兩種工作模式互相干涉影響離合器工作過程。當與大小活塞密封腔連通的氣路通入高壓氣體時，一方面推動小活塞右移，另一方面又將大活塞朝左方推，大活塞左移後和固定板貼合，高壓氣體阻礙離合器踏板起作用，所以在自動控制模式下，人工控制模式是失效的。如果離合器控制模式採用人工控制，控制單元控制第一電磁閥處於關閉狀態，第二電磁閥處於開啟狀態，此時氣路與大氣相連，在輔助彈簧的作用下，小活塞和大活塞緊密貼合在一起，此時駕駛員踩下離合器踏板，帶動離合器踏板作用推桿，將作用力傳遞給大活塞，大活塞再將動力傳遞給小活塞，小活塞和離合器主泵挺杆機械連接，將動力傳遞給離合器主泵活塞，推動離合器主泵用油，通過擠壓產生高壓油，傳遞給離合器分泵，高壓油成比例的打開離合器分泵中的比例閥，然後由高壓氣源傳輸的高壓氣體經過比例閥口，通往離合器分泵氣缸密封室中，推動離合器推桿，進而推動離合器分離軸承，實現離合器分離過程。當駕駛員慢慢鬆開離合器踏板時，離合器系統在膜片彈簧的作用下復位，推動離合器分泵活塞回位，離合器主泵在離合器主泵活塞挺杆上套裝的輔助彈簧作用下回位，離合器主泵中的高壓油腔和離合器主泵供油系統連通，離合器主泵供油系統與大氣連通，駕駛員完全鬆開離合器踏板時，即完成了人工控制模式下離合器的結合過程。當離合器控制採用自動控制，第一電磁閥處於打開狀態，第二電磁閥處於關閉狀態，高壓氣源中的氣體經過第一電磁閥，再經過高壓氣路，通向大活塞和小活塞的結合面，形成密封的容腔，推動小活塞移動，經離合器主泵挺杆將動力傳遞給離合器主泵活塞，推動離合器主泵用油，通過擠壓產生高壓油，傳遞給離合器分泵，高壓油成比例的打開離合器分泵中的比例閥，然後由高壓氣源傳輸的高壓氣體經過比例閥口，通往離合器分泵氣缸密封室中，推動離合器推桿，進而推動離合器系統的分離軸承，實現離合器分離過程。離合器結合時，控制單元控制第二電磁閥通斷頻率，第一電磁閥處於關閉狀態，離合器推桿在離合器系統的膜片彈簧的作用下復位，推動離合器分泵活塞回位，離合器主泵在離合器主泵活塞挺杆上套裝的輔助彈簧作用下回位，通過離合器主泵挺杆及其上輔助彈簧的作用使小活塞最終恢復原位，實現離合器的結合，其結合速度可控。在自動模式控制下，整套系統由控制單元控制完成離合器的分離與接合，位移傳感器7返回離合器位置信號，控制單元根據位置信號對電磁閥發出指令，實現閉環反饋控制，根據預先設定的模式，實現離合器快速分離和適時接合過程，在此過程中可以實現離合器停留在任意位置，同時通過對電磁閥的控制還可控制離合器的結合速度。
本發明的雙模式離合器驅動裝置是一種氣推液式的雙模式控制離合器驅動裝置，可根據車輛行駛工況和駕駛員意圖，切換人工控制和自動控制。在雙模式下，可以憑駕駛員感覺來控制離合器的分離與接合，也可以在變速器換擋過程中實現離合器位置的自動控制，兩種控制模式均由位移傳感器對離合器位置精確監測，能夠很好地滿足汽車自動變速要求，根據車輛運行工況、駕駛員習慣和車輛應用場合，方便選擇兩種控制模式，保證車輛穩定運行。該裝置是在原有離合器驅動裝置的基礎上，通過加裝雙活塞組、一套氣動裝置、位移傳感器即可人工控制又可以自動控制，其具有結構簡單、加工工藝性好、控制響應精確、舒適性好，使用場合廣泛，通用性好，能夠很好滿足對離合器的控制要求。
圖I為發明的雙模式離合器驅動裝置結構原理示意圖(與圖3相對應)；
圖2為發明的雙模式離合器驅動裝置雙活塞組部分結構示意 圖3為本發明的雙模式離合器驅動裝置的位移傳感器第一種布置方式結構 圖4為本發明的雙模式離合器驅動裝置的位移傳感器第二種布置方式結構圖。
具體實施例方式以下結合實施例對本發明作進一步說明，但不限定本發明。如圖1-3所示為本發明的雙模式離合器驅動裝置，主要由離合器踏板1，離合器主泵供油系統2，雙活塞組3，離合器主泵4，高壓油管5，控制單元6，位移傳感器7，離合器系統8，離合器推桿9，離合器分泵10，高壓氣路11，第一電磁閥12，第二電磁閥13，高壓氣源14等組成。雙活塞組3與離合器主泵4連接，由雙活塞套筒301、用於人工控制模式用的大活塞302、用於自動控制模式用的小活塞305、輔助彈簧303、離合器主泵挺杆304、自動控制模式用氣路306、離合器踏板作用推桿308等組成。雙活塞套筒301 —端由固定板307封閉，另一端開口 ；大活塞302置於雙活塞套筒301中，為一端封閉另一端留有開口的圓筒形空腔，圓筒形空腔的固定板307端面往外連接離合器板作用推桿308，離合器板作用推桿308從大活塞封閉端伸出並與離合器踏板I連接，圓筒形空腔中套有小活塞305，小活塞305與離合器主泵挺杆304連接；離合器主泵挺杆304從大活塞302的圓筒形空腔開口伸出後穿過雙活塞套筒301的開口端；在大活塞圓筒形空腔的開口端與雙活塞套筒的開口端之間的空間內，離合器主泵挺杆304上套裝輔助彈簧303。大活塞302封閉端內壁和小活塞305貼合面間形成密封腔，大活塞302內壁上設有與該密封腔連通的自動控制模式用氣路306。大活塞封閉端內壁和小活塞貼合面間的密封腔所需氣壓主要靠電磁閥控制，自動控制模式用氣路306上設置三通管接頭並分為兩支管路，兩支管路分別連接第一和第二電磁閥12和13，其中第一電磁閥12控制高壓氣體流入，第二電磁閥13控制大活塞和小活塞貼合面形成密封腔中高壓氣體的排出；第一電磁閥12分支設置在高壓氣路11上，高壓氣源14通過高壓氣路11與離合器分泵10連通。各電磁閥由控制單元6控制，控制單元6接收來自位移傳感器的反饋信號，經過判斷處理，給各電磁閥發出指令，控制大活塞和小活塞密封腔中的氣壓。離合器主泵挺杆304與離合器主泵活塞連接；離合器主泵4內，離合器主泵活塞挺杆上套裝另一個輔助彈簧303，離合器主泵4通過高壓油管5與離合器分泵10連接。離合器推桿9與離合器分泵10連接，離合器推桿9與離合器系統8的連杆連接。套裝輔助彈簧303可減小傳動間隙，提高整套裝置的精確度。為了能夠更加精確的反應離合器位置以更好的控制離合器的分離和結合，考慮到運動件之間的間隙，選擇在靠近離合器摩擦片機械硬連接處加裝位移傳感器，如圖3和4所示，兩種加裝傳感器位置選擇不同，所選擇的傳感器也不同。圖I和圖3選用線性位移傳感器7設置在離合器分泵10上，但是離合器分泵10中的活塞需加裝磁環或者磁柱16，和線性位移傳感器配套使用。圖4在與離合器推桿9連接的離合器系統8的連接杆上設置角位移傳感器15。兩種情況下，傳感器均與控制單元6電氣連接。大活塞移動可動小活塞一起移動，如果通過自動控制t吳式用氣路306在大活塞和小活塞貼合面之間充入高壓氣體，大活塞反方向固定，氣壓可推動小活塞移動，同時又阻礙大活塞移動。離合器主泵挺杆304上套有小活塞305通過離合器主泵挺杆304將動力傳遞給離合器主泵4，進而完成離合器的分離和結合。本發明的雙模式離合器驅動裝置實現雙模式控制的工作原理如下
當氣路306通入高壓氣體時，一方面推動小活塞305右移，另一方面又將大活塞302朝左方推，大活塞302左移後和固定板307貼合，高壓氣體阻礙離合器踏板起作用，所以在自動控制模式下，人工控制模式是失效的。人工和自動兩種控制模式不能同時起作用，以免造成兩種工作模式互相干涉影響離合器工作過程。如果離合器控制模式採用人工控制，控制單元6控制第一電磁閥12處於關閉狀態，第二電磁閥13處於開啟狀態，此時氣路306與大氣相連，在輔助彈簧303的作用下，小活塞305和大活塞302緊密貼合在一起，此時駕駛員踩下離合器踏板1，帶動離合器踏板作用推桿308，將作用力傳遞給大活塞302，大活塞302再將動力傳遞給小活塞305，小活塞305和離合器主泵挺杆304機械連接，將動力傳遞給離合器主泵4活塞，推動離合器主泵4用油，通過擠壓產生高壓油，傳遞給離合器分泵10，高壓油成比例的打開離合器分泵10中的比例閥，然後由高壓氣源傳輸的高壓氣體經過比例閥口，通往離合器分泵氣缸密封室中，推動離合器推桿9，進而推動離合器分離軸承，實現離合器分離過程。當駕駛員慢慢鬆開離合器踏板時，離合器系統8在膜片彈簧的作用下復位，推動離合器分泵10活塞回位，離合器主泵4在離合器主泵活塞挺杆上套裝的輔助彈簧303作用下回位，離合器主泵4中的高壓油腔和離合器主供油系統2連通，離合器主供油系統2與大氣連通，駕駛員完全鬆開離合器踏板時，即完成了人工控制模式下離合器的結合過程。當離合器控制採用自動控制，第一電磁閥12處於打開狀態，第二電磁閥13處於關閉狀態，高壓氣源14中的氣體經過第一電磁閥12，再經過高壓氣路306，通向大活塞302和小活塞305的結合面，形成密封的容腔，推動小活塞305移動，經離合器主泵挺杆304將動力傳遞給離合器主泵4活塞，推動離合器主泵4用油，通過擠壓產生高壓油，傳遞給離合器分泵10，高壓油成比例的打開離合器分泵10中的比例閥，然後由高壓氣源傳輸的高壓氣體經過比例閥口，通往離合器分泵氣缸密封室中，推動離合器推桿9，進而推動離合器分離軸承，實現離合器分離過程。離合器結合時，控制單元6控制第二電磁閥13通斷頻率，第一電磁閥12處於關閉狀態，離合器推桿9在離合器系統8膜片彈簧的作用下復位，推動離合器分泵10活塞回位，離合器主泵4在離合器主泵活塞挺杆上套裝的輔助彈簧303作用下回位，通過離合器主泵挺杆304及其上輔助彈簧303的作用使小活塞305最終恢復原位，實現離合器的結合，其結合速度可控。在自動模式控制下，整套系統由控制單元6控制完成離合器的分離與接合，位移傳感器7返回離合器位置信號，控制單元6根據位置信號對電磁閥12和電磁閥13發出指令，實現閉環反饋控制，根據預先設定的模式，實現離合器快速分離和適時接合過程，在此過程中可以實現離合器停留在任意位置，同時對電磁閥的控制，還可控制離合器的結合速度。整套離合器主泵和分泵機構改動較小，主要是在離合器主泵動力源處加裝雙活塞組執行機構，另外考慮到離合器行程監測的精確性，準備在靠近離合器摩擦片端機械硬連接處加裝位移傳感器，更好的反應離合器行程大小，整套裝置中多處加裝輔助彈簧，更好地協調離合器分離、結合過程的順利進行。本發明結構布置具有很大的靈活性，可根據車輛安裝空間橫式安裝或者是豎式安裝。
權利要求
1.雙模式離合器驅動裝置，主要包括離合器分泵和主泵以及主泵供油系統、與分泵連接的離合器系統；其特徵在於離合器主泵上設置雙活塞組；雙活塞組的雙活塞套筒一端封閉、另一端開口並與離合器主泵連通；雙活塞套筒中設置內外套置的大小活塞，大活塞為一端封閉另一端留有開口的空腔，離合器板作用推桿從大活塞封閉端伸出並與離合器踏板連接；小活塞位於大活塞空腔中並能隨大活塞一起移動，小活塞上連接的離合器主泵挺杆依次從大活塞開口和雙活塞套筒開口伸出後與離合器主泵活塞連接；大活塞封閉端內壁和小活塞的貼合面間形成密封腔，大活塞封閉端內壁上設有與該密封腔連通的氣路，氣路與高壓氣源連通並由電磁閥控制；電磁閥與控制單元電氣連接；控制單元與位移傳感器電氣連接。
2.如權利要求I所述的雙模式離合器驅動裝置，其特徵在於氣路伸出活塞套筒後由三通管接頭分為兩分支，一個分支上設置第一電磁閥，另一個分支上設置第二電磁閥，設置第一電磁閥的分支連接在高壓氣路上並對高壓氣路進行控制，高壓氣源通過高壓氣路與離合器分泵連接；離合器主泵通過高壓油管與離合器分泵連通；離合器主泵中的高壓油腔和離合器主泵供油系統連通，離合器主泵供油系統與大氣連通。
3.如權利要求I或2所述的雙模式離合器驅動裝置，其特徵在於離合器分泵中設置比例閥，離合器主泵通過高壓油管與比例閥連通，高壓氣源通過高壓氣路、比例閥口與離合器分泵氣缸密封室連通。
4.如權利要求I所述的雙模式離合器驅動裝置，其特徵在於在大活塞空腔開口端與雙活塞套筒的開口端之間，離合器主泵挺杆上套裝一個輔助彈簧；離合器主泵內，離合器主泵活塞挺杆上套裝另一個輔助彈簧。
5.如權利要求I或2或4所述的雙模式離合器驅動裝置，其特徵在於離合器分泵活塞杆與離合器推桿連接，離合器推桿與離合器系統的連杆連接。
6.如權利要求I或2或4所述的雙模式離合器驅動裝置，其特徵在於所述位移傳感器為線性位移傳感器，設置在離合器分泵上，並同時在離合器分泵中的活塞上加裝磁環或者磁柱；或者所述位移傳感器為角位移傳感器，設置在與離合器推桿連接的離合器系統連接杆上。
全文摘要
本發明涉及雙模式離合器驅動裝置，主要包括離合器分泵和主泵以及主泵供油系統、與分泵連接的離合器系統；離合器主泵上設置雙活塞組；雙活塞套筒中設置內外套置的大小活塞，大活塞為一端封閉另一端留有開口的空腔，離合器板作用推桿從大活塞封閉端伸出並與離合器踏板連接；小活塞位於大活塞空腔中並能隨大活塞一起移動，離合器主泵挺杆與離合器主泵活塞連接；大活塞封閉端和小活塞間形成密封腔，大活塞上設有與該密封腔連通的氣路，氣路連通高壓氣源並由電磁閥控制；電磁閥與控制單元電連接；控制單元與位移傳感器電連接。結構簡單、控制精確、相應速度快、舒適性好、可實現人工和自動控制模式，使離合器控制靈活方便。
文檔編號F16D48/06GK102979835SQ20121047965
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月23日 優先權日2012年11月23日
發明者王凡, 徐達偉, 曹正策, 吳森 申請人:武漢理工通宇新源動力有限公司