CN201573543U - 一种离合器踏板机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种离合器踏板机构，包括离合踏板支架(1)，离合踏板支架(1)上安装踏板旋转轴(4)，踏板旋转轴(4)上安装踏板臂(3)，踏板臂(3)末端固定有踏板垫(2)，踏板臂(3)与离合踏板支架(1)之间安装有助力机构(8)，其特征在于：所述的助力机构(8)包括固定在离合踏板支架(1)上的弹簧上导杆(9)，还包括通过助力机构旋转轴(5)连接在踏板臂(3)上的弹簧下导套(10)，所述的弹簧上导杆(9)和弹簧下导套(10)之间设有弹簧中间支撑垫(11)，弹簧上导杆(9)与弹簧中间支撑垫(11)之间设有上助力弹簧(12)，弹簧中间支撑垫(11)与弹簧下导套(10)之间设有下助力弹簧(13)。具有该种特殊结构的离合器踏板机构通过设置可变刚度的两级助力弹簧，消除由于汽车高速换挡而导致的离合踏板踩下无法正常回位的问题。

Description

一种离合器踏板机构

技术领域

本实用新型涉及汽车离合器操纵领域，尤其是涉及一种离合器踏板总成。

背景技术

目前，汽车发动机技术飞速发展，发动机功率和扭矩也在逐步提高，为保证离合器的可靠性，其弹簧压紧力也不可避免地增大，表现在离合踏板上就是驾驶者操作离合器力增大。为此，目前手动挡汽车特别是采用大排量、大功率发动机汽车，离合踏板上均带上助力机构，降低离合踏板最大力，提高踏板操作的舒适性。

离合踏板助力机构一般常采用过中心点圆柱螺旋弹簧：在踏板操作前，弹簧已经被压缩，在踏板行程的前段提供一个回位力，在踏板行程的后段提供助力来降低踏板力。由于所采用的弹簧为等节距弹簧，刚度不变，踏板行程的前段和中段，为保证较大的回位力和助力，弹簧刚度选取必须够大，这将导致在踏板行程的末段助力机构仍提供较大的助力。在离合器开始接合时，接合力较小，反应在离合踏板上就是踏板力比较小，而此时踏板仍提供较大的助力，导致离合踏板力更小。如果在发动机高速情况下换挡，踩下离合踏板，由于离合器在离心力作用下，离合器接合力进一步降低，如果此时踏板仍提供较大助力，那么有可能导致离合踏板踩下后无法正常回位，从而存在安全隐患。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的问题提供一种离合器踏板机构，其目的是消除由于汽车高速换挡而导致的离合踏板踩下无法正常回位的问题。

本实用新型的技术方案是该种离合器踏板机构包括离合踏板支架，离合踏板支架上安装踏板旋转轴，踏板旋转轴上安装踏板臂，踏板臂末端固定有踏板垫，踏板臂与离合踏板支架之间安装有助力机构，所述的助力机构包括固定在离合踏板支架上的弹簧上导杆，还包括通过助力机构旋转轴连接在踏板臂上的弹簧下导套，所述的弹簧上导杆和弹簧下导套之间设有弹簧中间支撑垫，弹簧上导杆与弹簧中间支撑垫之间设有上助力弹簧，弹簧中间支撑垫与弹簧下导套之间设有下助力弹簧。

所述的上助力弹簧的刚度与下助力弹簧的刚度不同。

所述的上助力弹簧的刚度大于下助力弹簧的刚度。

具有上述特殊结构的一种离合器踏板机构具有以下优点：

1、该种离合器助力机构带可变刚度的两级助力弹簧，在离合踏板整个行程的前段和中段，提供较大的回位力和助力；在踏板行程末段，能提供较少助力，增加踏板力，保证踏板踩下后在底部能够回位。

2、该种离合器助力机构用两级螺旋弹簧代替单级弹簧，在弹簧压缩量较小时，其刚度较低；压缩量增大到一定值时，刚度较小的弹簧将先并圈，此时弹簧刚度增加，在踏板行程的前段和中段，弹簧压缩量较大，其刚度也大，能够保证足够的踏板回位力和助力；在踏板行程的末段，弹簧压缩量较小，其刚度也较小，这样能降低踏板助力值。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型中助力机构的结构示意图。

图3为本实用新型中踏板上限位运动示意图。

图4为本实用新型中踏板中间过程运动示意图。

图5为本实用新型中踏板下限位运动示意图。

图6为本实用新型两级串联助力弹簧压缩量-弹簧力曲线图。

图7为现有技术中带单级螺旋弹簧助力机构的离合踏板助力-行程曲线图。

图8为本实用新型带两级螺旋弹簧助力机构的离合踏板助力-行程曲线图。

在图1-8中，1：离合踏板支架；2：踏板垫；3：踏板臂；4：踏板旋转轴；5：助力机构旋转轴；6：踏板上限位；7：踏板下限位；8：助力机构；9：弹簧上导杆；10：弹簧下导套；11：弹簧中间支撑垫；12：上助力弹簧；13：下助力弹簧。

具体实施方式

由图1-6所示结构结合可知，该种离合器踏板机构包括离合踏板支架1，离合踏板支架1上安装踏板旋转轴4，踏板旋转轴4上安装踏板臂3，踏板臂3末端固定有踏板垫2，踏板臂3与离合踏板支架1之间安装有助力机构8，所述的助力机构8包括固定在离合踏板支架1上的弹簧上导杆9，还包括通过助力机构旋转轴5连接在踏板臂3上的弹簧下导套10，所述的弹簧上导杆9和弹簧下导套10之间设有弹簧中间支撑垫11，弹簧上导杆9与弹簧中间支撑垫11之间设有上助力弹簧12，弹簧中间支撑垫11与弹簧下导套10之间设有下助力弹簧13；上助力弹簧12的刚度C1大于下助力弹簧13的刚度C2。当弹簧压缩量较小时，助力弹簧总体刚度值为C1×C2/(C1+C2)；当弹簧压缩量逐渐增大，下助力弹簧13首先并圈，弹簧总体刚度增加到C2。助力弹簧整体弹簧刚度如图6所示两级串联助力弹簧压缩量-弹簧力曲线图。

踏板臂3初始位置由踏板上限位6确定。合理布置助力机构旋转轴5、弹簧上导杆9、弹簧下导套10的位置以及上助力弹簧12和下助力弹簧13的长度和刚度，保证在踏板初始位置时，上助力弹簧12和下助力弹簧13均被压缩，其中下助力弹簧13压缩量达到最大，图3即为离合踏板初始位置。此时踩下踏板垫2，下助力弹簧13并圈，上助力弹簧12压缩量逐渐增大，在助力机构8轴线(即弹簧下导套轴线)与踏板助力旋转轴和踏板旋转轴连线成一条直线前即助力机构对踏板臂3起反力作用，顶起踏板。当上述两直线连成直线时，此时助力机构8对踏板臂3无旋转力矩作用，此时上助力弹簧12的压缩量达到最大，图4即为此时踏板位置示意。继续踩下踏板垫2，助力机构8对踏板臂3起助力作用，上助力弹簧12的压缩量开始变小，当压缩量减小到一定程度，下助力弹簧13开始伸长，助力弹簧整体刚度减小。

图7为某一常规的采用单级螺旋弹簧助力机构的踏板助力-行程曲线，踏板行程在0～38mm时，助力机构8对踏板臂3起反力作用，踏板行程在38mm左右时，助力机构8对踏板臂3无旋转力矩。踏板行程达到38mm以上时，助力机构8对踏板臂3起助力作用，行程达到95mm左右，助力达到最大，而在此阶段离合器自身分离力也逐步加大到最大值，反应在离合踏板上，踩动踏板所需力也达到最大，此时助力机构8能够提供足够的助力值(25N左右)。踏板行程继续加大直到踏板下限位7顶住踏板臂3，此阶段离合器自身分离力逐渐减小，反应在离合踏板上，踩动踏板所需力也逐渐减小，此时助力机构8所起助力也逐渐减小。但是由于采用的是单级助力弹簧，刚度不变，踏板行程的末段，助力机构8所提供的助力一直维持在一个较高水平(踏板行程120～140mm之间，助力范围为8～18N之间)，反应在离合踏板上，此时踩动离合踏板力很小。如在高速情况下换挡(如发动机转速在5000转以上时)，由于离心力作用，此时离合器自身分离力减小很快，如果减小到一定程度，由于此时离合踏板机构仍有较大的助力作用，那么有可能踩下离合踏板，由于踏板力降低，考虑到摩擦力作用，有可能导致离合踏板在最低位置无法自动回位，导致严重的车辆故障。图8为本实用新型的一个具体实施例子的踏板助力-行程曲线。踏板行程在0～38mm时，助力机构8对踏板臂起反力作用，踏板行程在38mm左右时，助力机构8对踏板臂3无旋转力矩。踏板行程达到38mm以上时，助力机构8对踏板臂3起助力作用，行程达到90mm左右时，助力值达到最大。而在此阶段离合器自身分离力也逐步加大到最大值，反应在离合踏板上，踩动踏板所需力也达到最大，此时助力机构8能够提供足够的助力值(25N左右)。踏板行程继续加大，助力机构8提供的助力逐渐减小，与此同时上助力弹簧上导杆9和助力弹簧下导套10间间隙逐渐加大，下助力弹簧13由并圈状态开始回弹，这样助力弹簧整体的刚度减小(C1×C2/(C1+C2))，助力机构8所提供的助力减小更多，踏板行程120mm～140mm，助力值为10～4N。由于助力值的减小，增大了离合踏板在最低位置的踏板力，大大较低在高速换挡工况下离合踏板在最低位置不回位的风险。

Claims (3)

1.一种离合器踏板机构，包括离合踏板支架(1)，离合踏板支架(1)上安装踏板旋转轴(4)，踏板旋转轴(4)上安装踏板臂(3)，踏板臂(3)末端固定有踏板垫(2)，踏板臂(3)与离合踏板支架(1)之间安装有助力机构(8)，其特征在于：所述的助力机构(8)包括固定在离合踏板支架(1)上的弹簧上导杆(9)，还包括通过助力机构旋转轴(5)连接在踏板臂(3)上的弹簧下导套(10)，所述的弹簧上导杆(9)和弹簧下导套(10)之间设有弹簧中间支撑垫(11)，弹簧上导杆(9)与弹簧中间支撑垫(11)之间设有上助力弹簧(12)，弹簧中间支撑垫(11)与弹簧下导套(10)之间设有下助力弹簧(13)。

2.根据权利要求1所述的一种离合器踏板机构，其特征在于：所述的上助力弹簧(12)的刚度与下助力弹簧(13)的刚度不同。

3.根据权利要求2所述的一种离合器踏板机构，其特征在于：所述的上助力弹簧(12)的刚度大于下助力弹簧(13)的刚度。

Images