專利名稱：一種氣助力液壓驅(qū)動離合器執(zhí)行機構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種離合器執(zhí)行機構，特別涉及一種氣助力液壓驅(qū)動離合器執(zhí)行機構。
背景技術：
隨著汽車保有量的快速增長，以及非專業(yè)駕駛員的大量增加，汽車自動變速器呈現(xiàn)快速發(fā)展的趨勢?，F(xiàn)在汽車裝備的自動變速主要有液力機械式自動變速器(AT)、無級變速器(CVT )、雙離合器自動變速器(DCT )、電控機械式自動變速器(AMT )四種。其中電控機械式自動變速器是在傳統(tǒng)手動變速器和干式離合器的基礎上，應用電子技術和自動變速控制理論，一電子控制單元(ECU)為核心，通過執(zhí)行機構控制離合器的分離與接合、變速器的選換擋操縱來實現(xiàn)起步和換擋操縱的。在AMT系統(tǒng)中，離合器的控制是AMT系統(tǒng)控制的關鍵也是控制的難點，離合器分離的快慢和接合的品質(zhì)直接影響起步、換擋的時間和質(zhì)量。當前，重型車輛的離合器操縱系統(tǒng)仍然廣泛采用氣助力液壓驅(qū)動的操縱方式，在使用過程中，由于其中間環(huán)節(jié)較多，系統(tǒng)響應時間長，傳動效率低，控制精度低，同時由于液路容易進氣而經(jīng)常出現(xiàn)離合器分離不徹底等問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種氣助力液壓驅(qū)動離合器執(zhí)行機構，包括離合器自動操作系統(tǒng)，其特征在于所述離合器自動操作系統(tǒng)包括液壓油源1，比例流量閥2，液壓工作油缸3，離合器4，離合器分泵5，儲氣罐6，氣閥塊10，分泵工作腔11，工作油缸活塞12，分泵頂桿13，分離撥叉14，分泵右腔M，分泵氣閥門N和E⑶，其中液壓油源I通過管路與比例流量閥2連接，比例流量閥2通過管路與液壓工作油缸3連接，液壓工作油缸3通過其中的工作油缸活塞12的一端與離合器4的分離撥叉14抵接，所述液壓工作油缸3中的工作油缸活塞12由離合器分泵5驅(qū)動，所述離合器分泵5的分泵右腔M通過管路與氣閥塊10的一端連接，所述氣閥塊10的另一端通過管路與儲氣罐6的一端連接，儲氣罐6的另一端通過管路與離合器分泵5的分泵氣閥門N連接，所述ECU分別與比例流量閥2和氣閥塊10電連接。進一步地，所述液壓油源I與所述比例流量閥2的連接方式為所述液壓油源I的出油口通過油管與比例流量閥2的進油口相連，所述液壓油源I的回油口通過油管與比例流量閥2的回油口連接，比例流量閥2的出油口通過油管與液壓工作油缸3的右腔連通。進一步地，所述離合器分泵5中具有分泵頂桿13，所述分泵頂桿13的伸出端抵接所述液壓工作油缸3的工作油缸活塞12的另一端。進一步地，所述離合器分泵5還具有隨動活塞工作腔15和隨動活塞16，離合器分泵5的隨動活塞工作腔15通過管路與分泵右腔M連通，隨動活塞16處于隨動活塞工作腔15中，所述隨動活塞16的一端外部為分泵工作腔11，另一端通過回位彈簧與分泵氣閥門N連接。
進一步地，所述氣閥塊10包括常閉開關閥SI和常開開關閥S2，常閉開關閥SI的一端與儲氣罐6由管路連接，另一端與常開開關閥S2共同與分泵右腔M通過管路連接，常開開關閥S2的另一端與大氣連通，常閉開關閥SI和常開開關閥S2分別與E⑶電連接，接收ECU發(fā)出的控制信號。進一步地，還包括與離合器分泵5的分泵工作腔11連通的離合器應急系統(tǒng)。進一步地，所述離合器應急系統(tǒng)包括主缸7，制動液室8和離合器踏板機構9，主缸7的一端通過管路與分泵工作腔11 連接，在主缸7中間部具有一補償孔，主缸7與制動液室8通過補償孔連通，離合器踏板機構9的一根桿伸進主缸7的另一端中，與主缸活塞抵接。進一步地，所述離合器應急系統(tǒng)的離合器踏板機構9在自動操縱過程中是收起的，只有當自動操縱系統(tǒng)無法工作即離合器不能自動分離接合時展開，通過人力踩離合器踏板機構9啟動應急系統(tǒng)。本發(fā)明摒棄了傳統(tǒng)的氣助力液壓驅(qū)動操縱系統(tǒng)冗長的中間環(huán)節(jié)，而直接采用液壓工作油缸活塞直接與離合器分離撥叉連接，控制離合器的接合與分離，提高了控制的精確性和響應速度，減少了系統(tǒng)故障的發(fā)生，能夠?qū)崿F(xiàn)良好的控制品質(zhì)。本發(fā)明考慮到重型車輛行駛環(huán)境的惡劣，配有應急系統(tǒng)，以保證在離合器液壓操縱系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，可以由自動操縱轉變?yōu)槿斯げ倏v，使AMT系統(tǒng)具備一定的故障應急能力，提高車輛的野外生存能力。


圖I是本發(fā)明氣助力液壓驅(qū)動離合器執(zhí)行機構的示意圖；圖2是本發(fā)明氣閥塊10的示意圖；其中1-液壓油源，2-比例流量閥，3-液壓工作油缸，4-離合器，5-離合器分泵，6-儲氣罐，7-主缸，8-制動液室，9-離合器踏板，10 -氣閥塊，11-分泵工作腔，12-工作油缸活塞，13 -分泵頂桿，14 -分離撥叉，15 -隨動活塞工作腔，16 -隨動活塞，M-分泵右腔，N—分泵氣閥門，A-比例流量閥出油口，T -比例流量閥回油口，P—比例流量閥進油口。
具體實施例方式下面將參考附圖，對本發(fā)明的具體實施方式
進行詳細描述。參見圖I，本發(fā)明提供一種氣助力液壓驅(qū)動離合器執(zhí)行機構，包括離合器自動操作系統(tǒng)和離合器應急系統(tǒng)，其中離合器自動操作系統(tǒng)包括液壓油源1，比例流量閥2，液壓工作油缸3，離合器4，離合器分泵5，儲氣罐6，氣閥塊10，分泵工作腔11，工作油缸活塞12，分泵頂桿13，分離撥叉14，分泵右腔M，分泵氣閥門N，其中液壓油源I為整個系統(tǒng)的油源，為液壓工作油缸3提供高壓液壓油，液壓油源I的出油口通過油管與比例流量閥2的進油口相連，回油口通過油管與比例流量閥2的回油口連接，比例流量閥2的出油口通過油管與液壓工作油缸3的右腔連通，所述比例流量閥2與E⑶電連接。E⑶通過PWM波來控制比例流量閥2的回油與進油速度。當PWM波的占空比高于第一閾值a時，比例流量閥2的進油口與比例流量閥2的出油口連通，比例流量閥2的回油口關閉，液壓油源的高壓油由比例流量閥2的進油口進入比例流量閥2，進而由比例流量閥2的出油口進入液壓油缸3的右腔，當PWM波的占空比低于小于第一閾值a的第二閾值b時，比例流量閥2的進油口關閉，比例流量閥2的出油口與比例流量閥2的回油口連通，液壓工作油缸3右腔的液壓油通過比例流量閥2的出油口進入油源的回油管路，比例流量閥2回油；當PWM波的占空比處于第一閾值a和第二閾值b之間時，比例流量閥2的進油口與比例流量閥2的回油口均關閉，比例流量閥2既不進油也不回油。液壓工作油缸3中具有工作油缸活塞12，所述工作油缸活塞的伸出端與離合器分離撥叉14抵接，離合器分泵5采用中國瑞立集團瑞安汽車零部件公司生產(chǎn)的輕松換檔助力器(102型)，所述離合器分泵5中具有頂桿13，所述頂桿13的伸出端抵接所述液壓工作油缸3的工作油缸活塞12的另一端，所述分離撥叉用于分離離合器。離合器分泵5的分泵右腔M通過管路與氣閥塊10連通，氣閥塊10還與儲氣罐6連通，其中離合器分泵5的分泵工作腔11通過管路與應急系統(tǒng)連接，離合器分泵5的分泵氣閥門N通過管路與儲氣罐6連通，離合器分泵5的隨動活塞工作腔15通過管路與分泵右腔M連通，隨動活塞16處于隨動活塞工作腔15中，所述隨動活塞16的一端外部為分泵工作腔11，另一端通過回位彈簧與分泵氣閥門N連接。所述應急系統(tǒng)包括主缸7，制動液室8和離合器踏板機構9，主缸7的一端通過管路與分泵工作腔11連接，在主缸7中間部具有一補償孔，主缸7與制動液室8通過補償孔連通，離合器踏板機構9的一根桿伸進主缸7的另一端中，與主缸活塞抵接。 其中氣閥塊10包括常閉開關閥SI和常開開關閥S2，其氣路連接圖如圖2所示。常閉開關閥SI的一端與儲氣罐6由管路連接，另一端與常開開關閥S2共同與分泵右腔M通過管路連接，常開開關閥S2的另一端與大氣連通，同時常閉開關閥SI、常開開關閥S2與ECU電連接，接收ECU發(fā)出的控制信號。常閉開關閥SI和常開開關閥S2只有兩種狀態(tài)，要么全開，要么全閉。當常閉開關閥SI、常開開關閥S2不通電時，常閉開關閥SI關閉，儲氣罐6中的氣體不能通過SI閥進入分泵右腔M內(nèi)，常開開關閥S2打開，分泵右腔M通過常開開關閥S2與大氣連接，系統(tǒng)處于排氣狀態(tài)；當常閉開關閥SI、常開開關閥S2通電時，常閉開關閥SI打開，常開開關閥S2關閉，氣源中的高壓氣體通過常閉開關閥SI經(jīng)氣管進入分泵右腔M，由于常開開關閥S2關閉，不與大氣連通，系統(tǒng)處于進氣狀態(tài)。本發(fā)明的工作過程如下在車輛起步或行車過程中，根據(jù)AMT的換擋控制策略計算出換擋點，換擋前分離離合器時，E⑶向比例流量閥2發(fā)出大于第一閾值a的最大占空比的PWM波，S1、S2也同時通電，高壓液壓油由比例流量閥出油口進入液壓工作油缸3右腔M,推動液壓工作油缸3的活塞12向左運動，同時儲氣罐中的高壓氣體通過氣閥S1、S2進入離合器分泵5的分泵右腔M，在氣體的作用下離合器分泵5工作活塞向左運動，通過分泵頂桿推動液壓工作油缸3的活塞12，也即對活塞產(chǎn)生助力，在油液和分泵頂桿的共同作用下，液壓工作油缸3的活塞快速左移，液壓工作油缸3的的活塞推動分離撥叉左移，進而分離離合器。當離合器完全分離時，S1、S2斷電，比例流量閥2保持原有的狀態(tài)，即離合器完全分離后，通過比例流量閥2控制來維持離合器分離的狀態(tài)。而SI、S2只在分離過程中打開，作用是在比例流量閥2控制液壓工作油缸3右腔進油的同時，加上離合器分泵5右腔的氣助力來縮短離合器分離的時間，達到快速分離離合器的目的。離合器接合時，只通過控制比例流量閥2的回油來控制接合的速度。接合時，減小比例流量閥2的PWM波占空比，使其占空比低于第二閾值b，離合器由于膜片彈簧的回復力推動分離撥叉向右運動，分離撥叉繼而作用液壓工作油缸3，使液壓工作油缸3的活塞12右移，比例流量閥出油口與比例流量閥回油口連通，液壓工作油缸3右腔的液壓油通過比例流量閥回油口流回液壓油源I的油箱，當通過比例流量閥2的電流不同時，比例流量閥回油口的開口大小也不一樣，因此回油的速度也不一樣，從而液壓工作油缸3的活塞右移的速度不一樣，離合器接合的速度也不一樣，因此ECU可以通過對比例流量閥的控制來使離合器平穩(wěn)快速的結合。當自動操縱系統(tǒng)出現(xiàn)故障而不能正常工作時，可以通過應急系統(tǒng)來達到分離和接合離合器。所述應急系統(tǒng)的離合器踏板機構9在自動操縱過程中是收起的，只有當自動操縱系統(tǒng)無法工作時，也就是離合器不能自動分離接合時展開，可以通過人力踩離合器踏板機構9啟動應急系統(tǒng)。離合器踏板機構9的一根桿伸進主缸7中，與主缸活塞接觸連接，當踩下離合器踏板時，踏板機構推動主缸7活塞左移，主缸7中的制動液在活塞的運動擠壓下沿著油管進入離合器分泵5的工作腔11并形成操縱油壓，油液推動隨動活塞16移動，隨動活塞16作用于氣閥門N，頂開氣閥門N，高壓氣體通過氣管由儲氣罐進入離合器分泵5右腔，觸發(fā)氣助力，在高壓氣和制動液油壓的共同作用下，離合器分泵5頂桿左移，推動液壓 工作油缸3的活塞左移，液壓工作油缸的工作活塞作用于分離撥叉而推動離合器分離。離合器接合時，慢慢松開離合器踏板，踏板機構與主缸7連接的部分左移，主缸活塞在主缸回位彈簧的作用下右移，制動液和高壓氣體產(chǎn)生的力逐漸小于離合器膜片彈簧回復力，在膜片彈簧回復力的作用下，液壓工作油缸3的活塞右移，帶動離合器分泵頂桿右移，制動液由工作腔通過油管回到主缸7中，同時隨動活塞16在隨動活塞的回位彈簧的作用下左移，當離合器分泵5工作腔中的制動液壓力小于一定的值時，隨動活塞左移到一定的位置關閉氣閥門N，儲氣罐中的氣不能進入離合器分泵5，分泵通過排氣口排氣。在主缸7上有一個補償孔，主缸7與制動液室8通過補償孔連通，制動液室用于補償離合器接合過程中主缸活塞在主缸回位彈簧作用下右移太快可能形成的真空。采用本發(fā)明的技術方案，由于中間環(huán)節(jié)的減少，本系統(tǒng)的響應速度提高了 50%，同時由于采用氣助力，在分離同樣大小的大扭矩離合器時，采用流量較小的比例流量閥，提高了控制精度；本發(fā)明的工作油缸活塞直接與分離撥叉接觸，提高了系統(tǒng)的傳遞效率，同時也提聞了控制精度，整個系統(tǒng)的控制精度相比傳統(tǒng)的提聞了 30%左右；本發(fā)明完全解決了傳統(tǒng)氣助力液壓驅(qū)動系統(tǒng)制動液管路進氣而導致離合器分離不徹底的問題，降低了系統(tǒng)的故障率，壽命提高40% ;同時由于自動操縱系統(tǒng)部分結構的簡化，降低了系統(tǒng)維修的難度，維護成本也得到降低；本發(fā)明配有應急系統(tǒng)，在自動操縱系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時候，可以采用應急系統(tǒng)來分離和結合離合器，提高了系統(tǒng)的可靠性。
權利要求
1.一種氣助力液壓驅(qū)動離合器執(zhí)行機構，包括離合器自動操作系統(tǒng)，其特征在于所述離合器自動操作系統(tǒng)包括液壓油源(1)，比例流量閥(2)，液壓工作油缸(3)，離合器(4)，離合器分泵(5)，儲氣罐(6)，氣閥塊(10)，分泵工作腔(11)，工作油缸活塞(12)，分泵頂桿(13)，分離撥叉(14)，分泵右腔M，分泵氣閥門N和E⑶，其中液壓油源(I)通過管路與比例流量閥(2)連接，比例流量閥(2)通過管路與液壓工作油缸(3)連接，液壓工作油缸(3)通過其中的工作油缸活塞(12)的一端與離合器(4)的分離撥叉(14)抵接，所述液壓工作油缸(3)中的工作油缸活塞(12)由離合器分泵(5)驅(qū)動，所述離合器分泵(5)的分泵右腔M通過管路與氣閥塊(10)的一端連接，所述氣閥塊(10)的另一端通過管路與儲氣罐(6)的一端連接，儲氣罐(6)的另一端通過管路與離合器分泵(5)的分泵氣閥門N連接，所述E⑶分別與比例流量閥(2)和氣閥塊(10)電連接。
2.如權利要求I所述的氣助力液壓驅(qū)動離合器執(zhí)行機構，其特征在于所述液壓油源(I)與所述比例流量閥(2)的連接方式為所述液壓油源(I)的出油口通過油管與比例流量閥(2)的進油口相連，所述液壓油源(I)的回油口通過油管與比例流量閥(2)的回油口連接，比例流量閥(2)的出油口通過油管與液壓工作油缸(3)的右腔連通。
3.如權利要求I所述的氣助力液壓驅(qū)動離合器執(zhí)行機構，其特征在于所述離合器分泵(5)中具有分泵頂桿(13)，所述分泵頂桿(13)的伸出端抵接所述液壓工作油缸(3)的工作油缸活塞(12)的另一端。
4.如權利要求I所述的氣助力液壓驅(qū)動離合器執(zhí)行機構，其特征在于所述離合器分泵(5)還具有隨動活塞工作腔(15)和隨動活塞(16)，離合器分泵(5)的隨動活塞工作腔(15)通過管路與分泵右腔M連通，隨動活塞(16)處于隨動活塞工作腔(15)中，所述隨動活塞(16)的一端外部為分泵工作腔(11)，另一端通過回位彈簧與分泵氣閥門N連接。
5.如權利要求I所述的氣助力液壓驅(qū)動離合器執(zhí)行機構，其特征在于所述氣閥塊(10)包括常閉開關閥(SI)和常開開關閥(S2)，常閉開關閥(SI)的一端與儲氣罐(6)由管路連接，另一端與常開開關閥(S2)共同與分泵右腔M通過管路連接，常開開關閥(S2)的另一端與大氣連通，常閉開關閥(SI)和常開開關閥(S2)分別與E⑶電連接，接收E⑶發(fā)出的控制信號。
6.如權利要求I所述的氣助力液壓驅(qū)動離合器執(zhí)行機構，其特征在于還包括與離合器分泵(5)的分泵工作腔(11)連通的離合器應急系統(tǒng)。
7.如權利要求6所述的氣助力液壓驅(qū)動離合器執(zhí)行機構，其特征在于所述離合器應急系統(tǒng)包括主缸(7)，制動液室(8)和離合器踏板機構(9)，主缸(7)的一端通過管路與分泵工作腔(11)連接，在主缸(7)中間部具有一補償孔，主缸(7)與制動液室(8)通過補償孔連通，離合器踏板機構(9)的一根桿伸進主缸(7)的另一端中，與主缸活塞抵接。
8.如權利要求7所述的氣助力液壓驅(qū)動離合器執(zhí)行機構，其特征在于所述離合器應急系統(tǒng)的離合器踏板機構(9)在自動操縱過程中是收起的，只有當自動操縱系統(tǒng)無法工作即離合器不能自動分離接合時展開，通過人力踩離合器踏板機構(9)啟動應急系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種氣助力液壓驅(qū)動離合器執(zhí)行機構，包括離合器自動操作系統(tǒng)，其特征在于所述離合器自動操作系統(tǒng)包括液壓油源(1)，比例流量閥(2)，液壓工作油缸(3)，離合器(4)，離合器分泵(5)，儲氣罐(6)，氣閥塊(10)，分泵工作腔(11)，工作油缸活塞(12)，分泵頂桿(13)，分離撥叉(14)，分泵右腔M，分泵氣閥門N和ECU。
文檔編號F16D48/04GK102705397SQ20121019974
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月14日 優(yōu)先權日2012年6月14日
發(fā)明者劉海鷗, 席軍強, 楊愛均, 陳慧巖, 黃星海 申請人:北京理工大學