電控氣動式離合器助力裝置及其操縱方法
2023-07-22 04:13:31
專利名稱：電控氣動式離合器助力裝置及其操縱方法
技術領域：
本發明涉及一種離合器助力器裝置及其操縱方法，並特別涉及一種 電控的氣動式離合器的助力器裝置及其操縱方法。
技術背景摩擦式離合器廣泛應用於各式車輛的傳動系統中。發展至今，摩擦 式離合器的操縱形式日趨多樣化，主要有以電機為動力源的電動電控式、 以液壓為動力的電控液動式、以氣壓為動力的液控氣動式等形式。其中， 氣動式以其成本低、結構簡單、環保等優點得到越來越多的應用，特別 是在本身帶有氣源(氣制動)的中、重型商用車和大型乘用車上的應用 前景廣闊。在傳統的以氣壓作為動力源驅動離合器分離和接合的氣動式離合器 中，均採用液壓系統進行控制，即前面提及的液控氣動式離合器，在需 要經常使用離合器的場合下，液壓系統頻繁啟動，容易導致液壓系統故 障並且令使用壽命降低，行車過程中如果離合器液壓操縱機構突然發生 故障將是十分危險的。通過多年來對離合器助力器裝置失效原因的分析, 其中離合器液壓操縱機構失效率是最高的，因此有必要在保留液壓操縱 機構的情況下增加其它的與液壓操縱機構並行的操縱機構，或者採用其 它的操縱機構代替液壓操縱機構。摩擦式離合器的摩擦片隨著使用不斷磨損，在磨損到一定程度後必 須進行更換，否則由於摩擦片摩擦力不足將會導致離合器失效，不能傳 遞動力或傳遞的動力不足。現有技術中存在多種摩擦片磨損報警結構， 用以在摩擦片磨損達到一定程度後發出警報，這些報警結構通常是在摩 擦片中置入傳感器或蜂鳴器，隨著摩擦片的磨損這些傳感器或蜂鳴器從摩擦片材料中凸露出來，從而發出警報，例如專利號為02263447.9的中 國實用新型專利中就公開了類似的機構。然而，現有技術中採用的某些 傳感器價格昂貴，令製造成本增加，另外將傳感器或蜂鳴器置入摩擦片中，需要在加工摩擦片時為傳感器或蜂鳴器預留安裝位置，或者在製造 好的摩擦片上進行二次加工，增加了摩擦片的製造難度和工序。 發明內容本發明的一個目的在於提供一種氣動式離合器助力器裝置及其操縱方 法，該裝置在液壓操縱機構的基礎上增加了一組電控操縱機構，旨在實現車 輛在換檔過程中的多樣性， 一方面可以通過傳統的離合器操縱機構控制(離 合器液壓操縱機構)的方式來實現離合器的離合操作，另一方面可以直接通 過電子控制的方式來實現離合操作，減少離合器液壓操縱機構的工作頻率， 提高離合器助力器裝置的質量與壽命。本發明的另一個目的在於提供一種氣動式離合器助力器裝置及其操縱方 法，該裝置採用電控操縱機構代替現有技術中的液壓操縱機構，完全採用電 子控制，不再採用傳統液壓控制功能。旨在實現車輛在操縱換檔過程中的輕 便性、舒適性，從而大大提高車輛的人性化。由於該系統取消了傳統的液壓 控制功能，整車也不再配裝離合器總泵，從而有效地解決了長期以來因離合 器液壓控制系統造成離合器總泵與離合器助力器早期失效的問題。本發明的又一個目的在於提供一種離合器摩擦片磨損報警裝置及報警方 法，該裝置可監控離合器摩擦片的磨損情況，並當離合器磨損達到預定值時 發出報警信號，提醒更換摩擦片，該裝置同時還能夠有效判斷離合器分離與接合狀態。本發明掛共一種氣動式離合器助力^g，包括氣體供應單元，其具有 多^壓腔和設置在各氣壓腔之間控制氣壓腔之間 或氣壓腔與大氣之間連 通的閥或進、排氣門；電控操縱機構，其具有電磁閥(m)，該電磁閥(m)位 於氣體供應單元的氣，動路^il， M^t電磁閥(m)的開閉進行控制，從而 控制氣體的流動路徑，實艦離合離合和分離的操作。所述的氣動式離合器助力皿置，還包括ffi操縱機構，通過加壓流體對 氣體供應單元中的戶腿閥和/鄉、排氣門的開閉進行控制，從而控制氣體的流 動路徑，實艦離合離合和分離的操作。本發明還提供一種操縱氣動式離合器的方法，其中所述氣動式離合 器包括氣體供應單元和電控操縱機構，採用電控操縱機構對氣體供應單元的高壓氣體路徑進行控制，從而實現離合器的分離和接合。0M的操縱氣動式離合器的方法，其中所述氣動式離合器還包括液壓操縱機構，還可獨立地採用電控操縱機構對氣體供應單元的高壓氣體路徑進行控制，從而實現離合器的分離和接合。
本發明的優選實施方式示於附圖中，其中圖1是本發明具有液壓操縱機構和電控操縱機構的氣動式離合器助 力器裝置的剖視圖；圖2是本發明具有電控操縱機構的氣動式離合器助力器裝置的剖視圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明做詳細的描述。本文中所採用的描述方位的 詞語"上"、"下"、"左"、"右"等均是為了說明的方便針對附圖中圖面 所示的方位而言的，在實際裝置中這些方位可能由於裝置的擺放方式而 有不同。本文中"離合器分離過程"指離合器從接合狀態到分離狀態的 過程，"離合器接合過程"指離合器從分離狀態到接合狀態的過程，"離 合器非操作狀態"是指離合器助力器裝置未動作，離合器一直保持接合 的狀態。附圖1和2表示本發明的兩個不同的實施方式，圖中相同或相 應的部件採用相同的附圖標記。實施方式一具有液壓操縱機構和電控操縱機構的氣動式離合器助 力器裝置結構描述(參照附圖1):摩擦式離合器包括膜片彈簧和分離槓桿。高壓氣從氣壓輸入埠輸 入，複雜的氣體路徑連通氣壓輸入埠和第四氣壓腔D，在所述複雜氣 體路徑上設置有多個閥門，液壓控制裝置和電動控制裝置分別對這些閥 門的開閉進行控制，從而控制高壓氣的流動路徑，當高壓氣到達第四氣 壓腔D時，第四氣壓腔D中的高壓氣推動離合器操縱活塞b進而帶動推 杆a向左移動，推桿a與離合器分離槓桿連接，從而實現離合器的分離。 如果高壓氣受到氣體路徑上的閥門的阻隔沒有到達第四氣壓腔D，則離合器分離槓桿不受到力的作用，離合器處於非操作狀態。氣壓輸入埠 1與第一氣壓腔A直接連通，第一氣壓腔A通過第一 閥門f與第五氣壓腔E連接，第一回位彈簧g和第一氣壓腔A內的高壓 氣共同作用在第一閥門f上，力圖使第一閥門f保持關閉狀態。當來自離 合器助力器裝置的外力使第一閥門f打開時高壓氣從第一進氣門h進入第 五氣壓腔E中，第五氣壓腔E中的高壓氣體可推動氣動活塞d向左移動, 打開第五氣壓腔E與第四氣壓腔D之間的通道，高壓氣體進入第四氣壓 腔D。本發明所述的離合器助力器裝置中有與大氣連通的氣壓輸出埠 3，用於排出系統中的高壓氣體。第五氣壓腔E通過第一排氣門j與氣壓 輸出埠 3連通，當第一排氣門j打開時，第五氣壓腔E中的高壓氣體 排入大氣中。氣壓輸入埠 1還與第二氣壓腔B直接連通，第二氣壓腔B通過進 氣閥al與第六氣壓腔F連通，當進氣閥al打開時第二氣壓腔B中的高 壓氣體經進氣門p進入第六氣壓腔F，進而進入第四氣壓腔D。進氣門p 的開閉由進氣閥al控制。氣動活塞d處於第五氣壓腔E和第六氣壓腔F 之間並將這兩個氣壓腔分隔開，氣動活塞d向左移動，使第五氣壓腔E 與第四氣壓腔D連通，而使第六氣壓腔F與第四氣壓腔D之間相互封閉； 氣動活塞d向右移動，使第六氣壓腔F與第四氣壓腔D連通，而使第五 氣壓腔E與第四氣壓腔D之間相互封閉。第六氣壓腔F通過排氣閥bl 與氣壓輸出埠3連通，當排氣閥bl打開時，第六氣壓腔F中的高壓氣 體通過排氣門q排入大氣中。排氣門q的開閉由排氣閥bl控制。氣壓輸入埠 1輸入的高壓氣體通過第二進氣門s與第三氣壓腔C 連通，排氣閥彈簧r和第三氣壓腔C內的高壓氣體共同作用在排氣閥bl 上力圖使排氣閥bl關閉，而第六氣壓腔F內的高壓氣作用在排氣閥bl 上力圖使排氣閥bl打開。第三壓力腔C通過第二排氣門v與氣壓輸出端 口 3連通，當第二排氣門v打開時，第三氣壓腔C中的高壓氣體通過第 二排氣門v排入大氣中。氣壓輸入埠 1輸入的高壓氣體通過第三進氣門w與第七氣壓腔G 連通，進氣閥彈簧n和第七氣壓腔G內的高壓氣體共同作用在進氣閥al上，力圖使進氣閥al關閉，而第二氣壓腔B內的高壓氣體作用在進氣閥 al上力圖使進氣閥al打開。第七壓力腔G通過第三排氣門y與氣壓輸出 埠 3連通，當第三排氣門y打開時，第七氣壓腔G中的高壓氣體通過 第三排氣門y排入大氣中。離合器助力器裝置包括液壓操縱機構和電控操縱機構。液壓操縱機 構包括液壓輸入埠4、第一液壓腔H、第二液壓腔K、液壓活塞i和液 壓活塞回位彈簧k。壓力流體從液壓輸入埠 4輸入到第一液壓腔，然後 進入與第一液壓腔連通的第二液壓腔K中，流體壓力作用在液壓活塞i 上，推動液壓活塞i克服回位彈簧k的彈力向左移動控制第一閥門f，從 而對高壓氣體的流動路徑進行控制。電控操縱機構包括電磁閥m，電磁閥m具有兩個鐵芯，分別是第一 鐵芯x和第二鐵芯u，第一鐵芯x控制第三進氣門w和第三排氣門y的 開閉，第二鐵芯u控制第二進氣門s和第二排氣門v的開閉。第一鐵芯 回位彈簧dl作用在第一鐵芯x上，給第一鐵芯x—個向下的力，通過對 第一鐵芯x電磁線圈通電，可產生電磁力克服第一鐵芯回位彈簧dl的作 用力，帶動第一鐵芯x向上移動，關閉第三進氣門w並打開第三排氣門 y。第二鐵芯回位彈簧cl作用在第二鐵芯u上，給第二鐵芯u —個向下 的力，通過對第二鐵芯u電磁線圈通電，可產生電磁力克服第二鐵芯回 位彈簧cl的作用力，帶動第二鐵芯u向上移動，關閉第二進氣門s並打 開第二排氣門v。上述對第一和第二鐵芯x和u的通斷電控制指令由ECU 發出，通過對電磁閥m的開閉進行控制進而對高壓氣體的流動路徑進行 控制。傳感器鐵芯c 一端連接在離合器操縱活塞b上，另一端置入傳感器e 中，離合器總成在分離和嚙合過程中，離合器操縱活塞b的運動帶動傳 感器鐵芯c在傳感器e的線圈中滑動，傳感器e產生不同的電感量，將此 電感的變化傳遞給ECU， ECU將根據汽車的系統參數(車速、發動機轉 速等)及電感量的變化來控制電磁閥m的進、排氣，以更加可靠、平穩 地實現離合器的分離與接合。此外，傳感器鐵芯c和傳感器e組成的機構還可起到摩擦片磨損報在傳感器e線圈中的運動產生不同的電感量。 ECU根據電感量的變化及預先設定的參數，當離合器磨損到規定值後系 統會發出離合器摩擦片需要更換的報警。傳感器鐵芯c和傳感器e組成 的機構同時還能有效判斷離合器分離和接合的狀態。 工作過程描述(參照附圖1):上面對氣動式離合器助力器裝置的物理結構進行了描述，下面將分 別針對離合器的各種工作狀態對氣動式離合器助力器裝置的工作過程進 行描述。 離合器非操作狀態在離合器非操作狀態下，即離合器保持接合的狀態下，液壓輸入端 口 4的液壓力為零，來自氣壓輸入埠 1的氣壓到達第一氣壓腔A和第 二氣壓腔B，在第一回位彈簧g和第一氣壓腔A內的高壓氣體的共同作 用下第一閥門f保持關閉，從而第一進氣門h處於關閉狀態，高壓氣體被 阻隔不能進入第五氣壓腔E。電磁閥m的第一鐵芯x和第二鐵芯u的電 磁線圈未通電，在第一鐵芯回位彈簧dl和第二鐵芯回位彈簧cl的分別 作用下，第一鐵芯x和第二鐵芯u處於它們的移動路徑的下端，第三進 氣門w和第二進氣門s保持打開，而第三排氣門y和第二排氣門v保持 關閉。氣壓輸入埠 1的氣壓通過電磁閥的兩個進氣門w、 s分別到達第 七氣壓腔G和第三氣壓腔C。在進氣閥彈簧n和第七氣壓腔G內的高壓 氣體的共同作用下進氣閥al處於關閉狀態，高壓氣體被阻隔不能從第二 氣壓腔B進入第六氣壓腔F內。此外在排氣閥彈簧r和第三氣壓腔C內 的高壓氣體的共同作用下排氣閥bl處於關閉狀態。此時，來自氣壓輸入 埠 1的高壓氣體能夠進入第一氣壓腔A、第二氣壓腔B、第三氣壓腔C 和第七氣壓腔G，而高壓氣體被阻隔不能進入第五氣壓腔E和第六氣壓 腔F內，從而無法到達第四氣壓腔D，因此不對離合器產生作用。*液壓操縱機構的工作過程在液壓操縱機構動作對離合器進行操作的過程中，電磁閥m保持其 在離合器非操作狀態時的狀態。 >離合器分離過程踩下離合器總泵踏板，總泵壓力油從液壓輸入埠 4進入到第一液 壓腔H和第二液壓腔K，液壓力作用在液壓活塞i上，使液壓活塞i克 服液壓活塞回位彈簧k的彈力向左移，關閉第一排氣門j，並推動第一閥 門f向左移，打開第一進氣門h，第一氣壓腔A內的高壓氣體通過第一進 氣門h到達第五氣壓腔E，進而推動氣動活塞d向左移到最左端，第五氣 壓腔E內的高壓氣體到達第四氣壓腔D，離合器操縱活塞b在第四氣壓 腔D內的高壓氣體作用下帶動推桿a向左移動，促動離合器分離槓桿， 從而使離合器分離。>離合器接合過程放鬆腳踏板，液壓輸入埠 4處的液壓下降。在液壓活塞回位彈簧k 和第五氣壓腔E內的高壓氣體的共同作用下，使液壓活塞i右移，關閉 第一進氣門h，打開第一排氣門j，第四氣壓腔D內的高壓氣體經由第五 氣壓腔E和第一排氣門j從氣壓輸出埠 3排向大氣。在離合器彈簧的 作用下，通過推桿a把離合器操縱活塞b推向右端。離合器恢復與非操 作狀態相同的接合狀態。*電動操縱結構的工作過程在電動操縱機構動作對離合器進行操作的過程中，液壓輸入埠 4 處沒有加壓流體輸入，液壓操縱機構保持其在離合器非操作狀態時的狀 態。>離合器分離過程 通過ECU的指令，控制第一鐵芯x的電磁線圈通入一定值的電壓， 例如24V，產生電磁力，帶動第一鐵芯x克服第一鐵芯回位彈簧dl的彈 力向上運動，關閉第三進氣門w，並打開第三排氣門y，從而第七氣壓腔 G內的高壓氣體通過第三排氣門y經由氣壓輸出埠 3排向大氣；此時 第二氣壓腔B內的高壓氣體推動進氣閥al中的膜片向上移，打開進氣門 p，第二氣壓腔B內的高壓氣體進入第六氣壓腔F，進而推動氣動活塞d 向右移到最右端，打開第四氣壓腔D與第六氣壓腔F之間的通道，高壓 氣體進入第四氣壓腔D，離合器操縱活塞b在第四氣壓腔D內的高壓氣 體作用下帶動推桿a向左移動，從而使離合器分離。>離合器接合過程通過ECU的指令，控制第一鐵芯x的電磁線圈斷電，第一鐵芯x在 第一鐵芯回位彈簧dl的作用下向下運動，關閉第三排氣門y，同時打開 第三進氣門w，來自氣壓輸入埠 1的高壓氣體通過第三進氣門w到達 第七氣壓腔G，在進氣閥彈簧n和第七氣壓腔G中的高壓氣體的共同作 用下，推動進氣闊al中的膜片向下移關閉進氣門p，切斷第二氣壓腔B 和第六氣壓腔F之間的連通；同時ECU控制第二鐵芯u的電磁線圈通入 一定值的電壓，例如24V，帶動第二鐵芯u向上運動，關閉第二進氣門s， 並打開第二排氣門v，第三氣壓腔C內的高壓氣體通過第二排氣門v經 由氣壓輸出埠 3排向大氣，第六氣壓腔F內的高壓氣體推動排氣閥bl 中的膜片向下移，打開排氣門q，第四氣壓腔D內的高壓氣體通過第六 氣壓腔F、排氣門q從排氣口3排向大氣。在離合器彈簧的作用下，通過 推桿a把活塞b推向右端。離合器恢復接合狀態。實施方式二僅具有電控操縱機構的氣動式離合器助力器裝置結構描述(參照附圖2):該實施方式省去了實施方式一中的液壓操縱機構部分以及相關聯的 高壓氣體路徑和氣壓腔，僅保留與電控操縱機構相關部分對離合器進行 控制。氣壓輸入埠 1與第二氣壓腔B直接連通，第二氣壓腔B通過進氣 閥al與第六氣壓腔F '連通，當進氣閥al打開時第二氣壓腔B中的高壓 氣體通過進氣門p進入第六氣壓腔F、進而進入第四氣壓腔D。第六氣 壓腔F'通過排氣閥bl與氣壓輸出埠3連通，當排氣閥bl打開時，第 六氣壓腔F'中的高壓氣體通過排氣門q排入大氣中。氣壓輸入埠 1輸入的高壓氣體通過第二進氣門s與第三氣壓腔C 連通，排氣閥彈簧r和第三氣壓腔C內的高壓氣體共同作用在排氣閥bl 上力圖使排氣閥關閉，而第六氣壓腔F '內的高壓氣作用在排氣閥bl上 力圖使排氣閥打開。第三壓力腔C通過第二排氣門v與氣壓輸出埠 3 連通，當第二排氣門v打開時，第三氣壓腔C中的高壓氣體通過第二排 氣門v排入大氣中。氣壓輸入埠 1輸入的高壓氣體通過第三進氣門w與第七氣壓腔G 連通，進氣閥彈簧n和第七氣壓腔G內的高壓氣體共同作用在進氣閥al 上，力圖使進氣閥al關閉，而第二氣壓腔B內的高壓氣體作用在進氣閥 al上力圖使進氣閥al打開。第七壓力腔G通過第三排氣門y與氣壓輸出 埠 3連通，當第三排氣門y打開時，第七氣壓腔G中的高壓氣體通過 第三排氣門y排入大氣中。電控操縱機構包括電磁閥m，電磁閥m具有兩個鐵芯，分別是第一 鐵芯x和第二鐵芯u,第一鐵芯x控制第三進氣門w和第三排氣門y的 開閉，第二鐵芯u控制第二進氣門s和第二排氣門v的開閉。第一鐵芯 回位彈簧dl作用在第一鐵芯x上，給第一鐵芯x—個向下的力，通過對 第一鐵芯x電磁線圈通電，可產生電磁力克服第一鐵芯回位彈簧dl的作 用力，帶動第一鐵芯x向上移動，關閉第三進氣門w並打開第三排氣門 y。第二鐵芯回位彈簧cl作用在第二鐵芯ii上，給第二鐵芯u —個向下 的力，通過對第二鐵芯u電磁線圈通電，可產生電磁力克服第二鐵芯回 位彈簧cl的作用力，帶動第二鐵芯u向上移動，關閉第二進氣門s並打 開第二排氣門v。上述對第一和第二鐵芯x和u的通斷電控制指令由ECU 發出，通過對電磁閥m的開閉進行控制進而對高壓氣體的流動路徑進行 控制。工作過程描述(參照附圖2): *離合器非操作狀態在離合器非操作狀態下，來自氣壓輸入埠 1的氣壓到達第二氣壓 腔B。電磁閥m的第一鐵芯x和第二鐵芯u的電磁線圈未通電，在第一 鐵芯回位彈簧dl和第二鐵芯回位彈簧cl的分別作用下，第一鐵芯x和 第二鐵芯u處於它們的移動路徑的下端，第三進氣門w和第二進氣門s 保持打開，而第三排氣門y和第二排氣門v保持關閉。氣壓輸入埠 1 的氣壓通過電磁閩的兩個進氣門w、s分別到達第七氣壓腔G和第三氣壓 腔C。在進氣閥彈簧n和第七氣壓腔G內的高壓氣體的共同作用下進氣 閥al處於關閉狀態，高壓氣體被阻隔不能從第二氣壓腔B進入第六氣壓 腔F '內。此外在排氣閥彈簧r和第三氣壓腔C內的高壓氣體的共同作用下排氣閥M處於關閉狀態。此時，來自氣壓輸入埠 1的高壓氣體能夠 進入第二氣壓腔B、第三氣壓腔C和第七氣壓腔G，而高壓氣體被阻隔 不能進入第六氣壓腔F'內，從而無法到達第四氣壓腔D，因此不對離合 器產生作用。 電動操縱結構的工作過程 >離合器分離過程通過ECU的指令，控制第一鐵芯x的電磁線圈通入一定值的電壓， 例如24V，產生電磁力，帶動第一鐵芯x克服第一鐵芯回位彈簧dl的彈 力向上運動，關閉第三進氣門w，並打開第三排氣門y，從而第七氣壓腔 G內的高壓氣體通過第三排氣門y經由氣壓輸出埠 3排向大氣；此時 第二氣壓腔B內的高壓氣體推動進氣閥al中的向上移，打開進氣門p， 第二氣壓腔B內的高壓氣體進入第六氣壓腔F '進而進入第四氣壓腔D， 離合器操縱活塞b在第四氣壓腔D內的高壓氣體作用下帶動推桿a向左 移動，從而使離合器分離。 >離合器接合過程通過ECU的指令，控制第一鐵芯x的電磁線圈斷電，第一鐵芯x在 第一鐵芯回位彈簧dl的作用下向下運動，關閉第三排氣門y，同時打開 第三進氣門w，來自氣壓輸入埠 1的高壓氣體通過第三進氣門w到達 第七氣壓腔G，在進氣閥彈簧n和第七氣壓腔G中的高壓氣體的共同作 用下，推動進氣閥al中的膜片向下移關閉進氣門p,切斷第二氣壓腔B 和第六氣壓腔F '之間的連通；同時ECU控制第二鐵芯u的電磁線圈通 入一定值的電壓，例如24V，帶動第二鐵芯u向上運動，關閉第二進氣 門s，並打開第二排氣門v，第三氣壓腔C內的高壓氣體通過第二排氣門 v經由氣壓輸出埠 3排向大氣，第六氣壓腔F'內的高壓氣體推動排氣 閥bl中的膜片向下移，打開排氣門q，第四氣壓腔D內的高壓氣體通過 第六氣壓腔F、排氣門q從排氣口3排向大氣。在離合器彈簧的作用下， 通過推桿a把活塞b推向右端。離合器恢復接合狀態。本實施方式中傳感器鐵心c和傳感器e的結構、連接關係和功能等 與第一實施方式類似，在此不再重複說明。如前述任一實施方式的氣動式離合器助力器裝置，其中，所述氣體供應單，包括第^E腔(A)、第五氣壓腔(E)、第一閥門(f)和氣動活塞(d)， 氣壓輸入埠 (1)與第1壓腔(A)直接連通，第1壓腔(A)與第五氣 壓腔(E)通過第一閥門(f)連接，第五氣壓腔(E)中的高壓氣體可推動氣動 活塞(d)移動從而與第四氣壓腔(D)連通，第四氣壓腔(D)內的高壓氣體 作用於離合^l操縱活塞(b)控制離合器的接合和分離。如前述任一實施方式的氣動式離合器助力驟置，其中，所述第六，腔 (F)中的高壓氣體可推動氣動活塞(d)移動從而與第四，腔(D) 。如前述任一實施方式的氣動式離合器助力麟置，其中，所述氣體供應單 元包括第一排氣門(j)，織一祠汽門(j)連接第五氣壓腔(E)和大氣。如前述任一實施方式的氣動式離合器助力體置，其中，液壓活塞(i)的 壓力、第^壓腔(A)內的高壓氣體壓力和第一回位彈簧(g)共同作用在第 一閥門(f)上，控制第一閥門(f)的打開和關閉。如前述任一實施方式的氣動式離合器助力器裝置，還包括傳感器鐵芯(c) 和傳感器(e)，傳感器鐵芯(c) 一端連接在離合器操縱活塞(b)上， 另一端置入傳感器(e)中，傳感器鐵芯(c)可隨離合器操縱活塞(b)的 移動在傳感器(e)的線圈中運動。一種操縱氣動式離合器的方法，其中所述氣動式離合器包括氣體供 應單元和電控操縱機構，採用電控操縱機構對氣體供應單元的高壓氣體 路徑進行控制，從而實現離合器的分離和接合。優選的是，其中所述氣動式離合器還包括液壓操縱機構，還可獨立地 採用液壓操縱機構對氣體供應單元的高壓氣體路徑進行控制，從而實現 離合器的分離和接合。如前述實施方式的操縱氣動式離合器的方法，在離合器非操作狀態下， 電磁閥(m)的第一鐵芯(x)和第二鐵芯(u)的電磁線圈未通電，在第 一鐵芯回位彈簧(dl)和第二鐵芯回位彈簧(cl)的分別作用下，第一 鐵芯(x)和第二鐵芯(u)處於它們的移動路徑的一端，第三進氣門(w) 和第二進氣門(s)保持打開，而第三排氣門(y)和第二排氣門(v)保 持關閉，氣壓輸入埠 (1)的氣壓通過電磁閥(m)的第三和第二進氣 門(w、 s)分別到達第七氣壓腔(G)和第三氣壓腔(C)，在進氣閥彈 簧(n)和第七氣壓腔(G)內的高壓氣體的共同作用下進氣閥(al)處 於關閉狀態，高壓氣體被阻隔不能從第二氣壓腔(B)進入第六氣壓腔(F、 F')內，此外在排氣閥彈簧(r)和第三氣壓腔(C)內的高壓氣體的共 同作用下排氣閥(bl)處於關閉狀態。如前述實施方式的操縱氣動式離合器的方法，當採用電控操縱機，縱離 合器時，離合器的分離過程是，通過ECU的指令，控制第一鐵芯(x)的電 磁線圈通入一定值的電壓，產生電磁力，帶動第一鐵芯(x)克服第一鐵 芯回位彈簧(dl)的彈力運動，關閉第三進氣門(w)，並打開第三排氣門(y)，從而第七氣壓腔(G)內的高壓氣體通過第三排氣門(y)排向 大氣；此時第二氣壓腔(B)內的高壓氣體使進氣閥(al)打開，第二氣 壓腔(B)內的高壓氣體進入第六氣壓腔(F、 F'),進而進入第四氣壓 腔(D)，離合器操縱活塞(b)在第四氣壓腔(D)內的高壓氣體作用下 帶動推桿(a)移動，從而使離合器分離。如前述實施方式的操縱氣動式離合器的方法，當3I用電,縱機IW縱離 合器時，在離合器的分離過程中，高壓氣體^A第六氣壓腔(F)進而推動氣 動活塞(d)移動，打開第四氣壓腔(D)與第六氣壓腔(F)之間的通道， 從而進入第四氣壓腔(D)。如前述實施方式的的操縱氣動式離合器的方法，當^ffl電,縱機構操縱 離合器時，離合器的接^1程是，通過ECU的指令，控制第一鐵芯(x)的 電磁線圈斷電，第一鐵芯(x)在第一鐵芯回位彈簧(dl)的作用下運動， 關閉第三排氣門(y)，同時打開第三進氣門(w)，來自氣壓輸入埠 (1) 的高壓氣體通過第三進氣門(w)到達第七氣壓腔(G)，在進氣閥彈簧 (n)和第七氣壓腔(D)中的高壓氣體的共同作用下關閉進氣閥(al)， 切斷第二氣壓腔(B)和第六氣壓腔(F、 F')之間的連通；同時ECU 控制第二鐵芯(u)的電磁線圈通入一定值的電壓，帶動第二鐵芯(u) 向上運動，關閉第二進氣門(s)，並打開第二排氣門(v)，第三氣壓腔(C) 內的高壓氣體通過第二排氣門(v)排向大氣，第六氣壓腔(F、 F ')內的高壓氣體使排氣閥(bl)打開，第四氣壓腔(D)內的高壓氣體通過第六氣壓腔(F、 F ')、排氣閥(bl)排向大氣。如前述實施方式的的操縱氣動式離合器的方法，在離合器非操作狀態下， 液壓輸入埠 (4)的液壓力為零，來自氣壓輸入埠 (1)的氣壓到達 第一氣壓腔(A)和第二氣壓腔(B)，在第一回位彈簧(g)和第一氣壓 腔(A)內的高壓氣體的共同作用下第一閥門(f)保持關閉，高壓氣體 被阻隔不能進入第五氣壓腔(E)。如前述實施方式的的操縱氣動式離合器的方法，當，mE操縱機IW縱 離合器時，離合器的分離過程是，踩下離合器總泵踏板，總泵壓力油從液壓 輸入埠 (4)進入到液壓腔(H、 K)，液壓力作用在液壓活塞(i)上， 使液壓活塞(i)克服液壓活塞回位彈簧(k)的彈力移動，關閉第一排氣 門(j)，並推動第一閥門(f)移動，打開第一進氣門(h)，第一氣壓腔 (A)內的高壓氣體通過第一進氣門(h)到達第五氣壓腔(E)，進而推 動氣動活塞(d)移動，第五氣壓腔(E)內的高壓氣體到達第四氣壓腔(D) ，離合器操縱活塞(b)在第四氣壓腔(D)內的高壓氣體作用下帶 動推桿(a)移動，從而使離合器分離。如前述實施方式的的操縱氣動式離合器的方法，當採用ffi操縱機構操縱 離合器時，離合器的接^1程是，放鬆腳踏板，液壓輸入埠 (4)處的液壓下降，在液壓活塞回位彈簧(k)和第五氣壓腔(E)內的高壓氣體的 共同作用下，使液壓活塞(i)移動，關閉第一進氣門(h)，打開第一 排氣門(j)，第四氣壓腔(D)內的高壓氣體經由第五氣壓腔(E)和第 一排氣門(j)排向大氣。如前述實施方式的的操縱氣動式離合器的方法，其中所述氣動式離合器包 括傳感器鐵芯(c)，其一端連接在離合器操縱活塞(b)上，另一端置入 傳感器(e)中，離合器總成在分離和接合過程中，離合器操縱活塞(b) 的運動帶動傳感器鐵芯(c)在傳感器(e)的線圈中滑動，傳感器(e) 產生不同的電感量，將此電感的變化傳遞給ECU， ECU將根據汽車的系 統參數及電感量的變化來控制電磁閥(m)的進、排氣。如前述實施方式的操縱氣動式離合器的方法，其中戶;f^傳感器鐵芯(c)在傳感器(e)線圈中的運動產生不同的電感量，ECU根據電感量的變化 及預先設定的參數，當離合器磨損到規定值後系統會發出離合器摩擦片 需要更換的報警。如前述實施方式的操縱氣動式離合器的方法，其中根據所述傳感器鐵芯 (c)在傳感器(e)線圈中的運動判斷離合器的分離和接合狀態。
權利要求
1. 一種氣動式離合器助力器裝置，包括氣體供應單元，具有多個氣壓腔(A、B、C、D、E、F、F′、G)和設置在各氣壓腔之間控制氣壓腔之間連通或氣壓腔與大氣之間連通的閥(f、a1、b1)或進、排氣門(h、j、p、q、s、v、w、y)；其特徵在於，包括電控操縱機構，所述電控操縱機構具有電磁閥(m)，該電磁閥(m)位於氣體供應單元的氣體流動路徑上，通過對電磁閥(m)的通、斷電進行控制，從而控制氣體的流動路徑，實現對離合器接合和分離的操作。
2、 如權利要求1所述的氣動式離合器助力皿置，還包掛TO操縱機構， 艦加壓流體對氣體供應單元中的戶腿閥和/鄉、排氣門的開閉進行控制，從 而控制氣體的流動路徑，實5JPt離合^^合和分離的操作。
3、 如前述任一權利要求戶;M的氣動式離合器助力^g，其中，戶皿電磁閥(m)包括第1芯(x)和第二鐵芯(u)，第1芯(x)可上下運動使分別 位於第1芯(x)兩端的第HiS氣門(w)和第三祠汽門(y)打開或關閉，並 且第二鐵芯(u)可上下運動使分別位於第二鐵芯(u)兩端的第氣門(s) 和第二祠汽門(v)打開或關閉。
4、 如前述任一權利要求所述的氣動式離合器助力皿置，其中，第一鐵芯 回位彈簧(dl)位於第1芯(x)的一端，力圖〗，3S氣門(w)打開並且 第三排氣門(y)關閉，電磁線圈圍繞在第"^芯(x)夕卜側，當電MA戶腐 電磁線圈時，第1芯(x)穀他磁力的作用克服第^^芯回位彈簧(dl)的 作用九i蝶Hit氣門(w)關閉並鵬三祠汽門(y)打開。
5、 如前述任一權利要求所述的氣動式離合器助力 置，其中，第二鐵芯 回位彈簧(cl)位於第二鐵芯(u)的一端，力圖i，:^a氣門(s)打開並JS 二排氣門(v)關閉，電磁線圈圍繞^m二鐵芯(u)夕卜側，當電、M入戶脫電 磁線圈時，第二鐵芯(u)穀盹磁力的作用克服第二鐵芯回位彈簧(cl)的作 用九4蝶二進氣門(s)關閉並蹄二祠汽門(v)打開。
6、 如前述任一權利要求戶腿的氣動式離合器助力驟置，其中，所述氣體 供應.單元包括氣壓輸入埠 (1)、第二，腔(B)、第四氣壓腔(D)、第六氣 壓腔(F、 F ')和進氣閥(al)，第二氣壓腔(B)與氣壓輸入埠 (1)直驗 通，第六氣壓腔(F、 F ')與第二氣壓腔(B) ma氣閥(al)連接，第六氣 壓腔(F、 F ')中的高壓氣體與第四氣壓腔(D) 。
7、 如前述任一權利要求戶誠的氣動式離合器助力驟置，其中，所述氣體 供應單元包括第三，腔(C)、第七氣壓腔(G)禾站汽閥(bl)，氣壓輸入端 口 (1)通過第二進氣門(s)與第三氣壓腔(C)連接，氣壓輸入埠 (1)通 過第HiS^門(w)與第七氣壓腔(G)連接，祠汽閥(bl)連接第六氣壓腔(F、F ')禾口大氣。
8、 如前述任一權利要求戶腿的氣動式離合器助力織置，其中，第二氣壓 腔(B)內的高壓氣體壓力、第七，腔(G)中的高壓氣體壓力和進氣閥彈簧(n)共同作用在戮閥(al)上，控制進氣閥(al)的打開和關閉。
9、 如前述任一權利要求戶脫的氣動式離合器助力: 置，其中，第三氣壓 腔(C)中的高壓氣體壓力、第六氣壓腔(F、 F ')中的高壓氣體壓力和掃汽 閥彈簧(r)共同作用在祠汽閥(bl)上，控制排氣閥(bl)的打開和關閉。
10、 如前述任一權利要求戶脫的氣動式離合器助力器體，其中，戶脫液 壓操縱機構包括液壓輸入埠 (4)、液壓腔(H、 K)、液壓活塞(i)和液 壓活塞回位彈簧(k)，液壓輸入埠 (4)與液壓腔(H、 K)流體連通， 液壓活塞(0位於液壓腔(K)內，液壓腔(K)內的加壓流體作用於液 壓活塞(i)可使其移動。
全文摘要
一種氣動式離合器助力器裝置及其操縱方法，該裝置採用單純的電動控制的方式來實現離合操作，旨在簡化離合器助力器裝置的結構，降低故障率；或者同時採用液壓操縱機構和電控操縱機構，兩者可獨立地對離合器進行控制，旨在實現車輛在換檔過程中的多樣性，一方面可以通過傳統的離合器液壓操縱機構來實現離合器的離合操作，另一方面可以直接通過電動控制的方式來實現離合操作，減少離合器液壓操縱機構的工作頻率，提高離合器助力器裝置的質量與壽命。本發明氣動式離合器助力器裝置還具有離合器摩擦片磨損報警裝置，該裝置可監控離合器摩擦片的磨損情況，並當離合器磨損達到預定值時發出報警信號，提醒更換摩擦片；同時該裝置還能夠有效判斷離合器分離與接合狀態。
文檔編號F16D25/08GK101280811SQ20081011070
公開日2008年10月8日 申請日期2008年5月27日 優先權日2008年5月27日
發明者李傳武, 柳 楊, 瞿昌貴 申請人:瑞立集團瑞安汽車零部件有限公司