[发明专利]一种车用膜片弹簧离合器电控操纵装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种车辆传动操纵装置，更具体地说，是一种适用于机械变速器(MT)的车用膜片弹簧离合器电控操纵装置，其采用惯性储能原理。

背景技术

在传统的汽车传动技术领域主要的变速器种类中，轴线固定式手动变速器(MT)传动效率高，制造加工方便，成本低、可靠性高，因此一直是国内车用变速器市场上的主流技术。但是MT在车辆操作使用过程中存在一些问题，1)在城市拥挤路况、坡道起步等特殊行驶工况下会频繁的起步、换挡，驾驶员开车时操作强度非常大；起步离合器的控制对驾驶技巧要求比较高，在紧急情况或不熟练操作情况下会造成起步熄火；2)换挡过程中，如果换档时机掌握不好会增加燃料消耗和发动机的磨损，离合器和换挡手柄之间的配合不当会造成“打齿轮”从而引起变速器的早期失效。

已知技术中有提出用自动操纵换档机构来替代完成手动换档操纵，即所谓的自动机械变速器(AMT)。该技术是在MT基础上增加自动操纵装置，代替驾驶员完成离合器和选换档的操纵，因其成本较低，维护和保养容易，效率高，利于节能减排，因此占有了一部分变速器市场。

当前市场上的AMT操纵机构样式很多，尤以液压操纵机构为主。近年来以电机为执行机构的操纵装置因为成本低，性能稳定等优点越来越得到重视。但对于离合器操纵机构，为满足离合器快速分离的功能要求，所需的执行电机功率较大，在体积、重量和空间布置上劣势明显。具体地说，离合器操作的特点是必须保证快速分离的分离速度，否则会增加离合器的磨损；而在离合器结合时速度要慢得多，以此保证离合器接合平稳。若同时考虑到离合器膜片弹簧的作用机理，离合器分离所需电机功率远大于结合所需电机功率，采用直接的电机驱动方案，必须选用较大的电机容量。

鉴于此，目前有关发明公开了采用弹簧储能等方式，辅助电机完成离合器分离和结合操纵，但这增加了系统的复杂程度。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提出一种车用膜片弹簧离合器电控操纵装置，其利用执行机构的惯性储能，确保仅采用小容量的电机就可完成离合器操纵，简单实用。

本发明具体通过以下技术方案实现：

一种车用膜片弹簧离合器电控操纵装置，包括依次相连的驱动电机、减速机构、非线性传动机构和离合器分离杠杆。所述非线性传动机构的输出过程分为惯性储能行程和工作行程；在离合器分离操作过程中，在惯性储能行程可以先启动电机到高速运转状态进行惯性储能，所储动能在随后的工作行程释放出来，辅助驱动电机实现离合器分离操纵；其中惯性储能行程中输入输出之传动比远大于工作行程。

本发明所述非线性传动机构可置于驱动电机和减速机构之间。

本发明中如果惯性储能不能满足后续工作行程需要，必要时也可以在驱动电机上附加额外的旋转质量，增加惯性储能容量。

本发明中所述非线性传动机构可以用凸轮、连杆机构、带有空行程的等比传动机构构成。

由于采用以上技术方案，本发明利用执行机构的惯性储能，在离合器分离操作过程中，在惯性储能行程可以先启动电机到高速运转状态进行惯性储能，所储动能在随后的工作行程释放出来，辅助驱动电机实现离合器分离操纵，即能确保本发明仅采用小容量的电机就可完成离合器操纵，简单实用。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明：

图1是本发明结构示意图。图中：

1、驱动电机；2、减速机构；3、非线性传动机构；4、离合器分离杠杆；5、离合器膜片弹簧。

图2是非线性传动机构的输入输出传动特性图。图中：

S表示该非线性传动机构的输出；

θ表示该非线性传动机构的输入；

tp段对应惯性储能行程；

Δt段对应工作行程；

ΔS为工作行程对应输出。

图3a是离合器膜片弹簧的特性曲线，图3b是离合器膜片弹簧的储能曲线。图中：

F弹簧的弹性力；

S弹簧的压缩行程；

V为完全分离离合器所需要克服的膜片弹簧弹性势能；

T为电机达到某一转速后具有的惯性储能；

Vm为快速分离时需要电机补偿所做的功。

图4是电机额定点优化设计曲线。图中：

为工作行程离合器分离平均速度；

为电机的平均输出功率；

为电机惯性储能行程平均输出功率；

(Pm^*，)分别为电机额定功率和传动机构储能行程终了时刻输出速度。

具体实施方式