CN207583889U - 一种凸轮式自动离合器执行机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种凸轮式自动离合器执行机构，执行机构由凸轮驱动组件、凸轮执行组件以及控制组件组成；凸轮驱动组件中，换挡驱动电机输出端与蜗杆同轴连接，蜗轮与蜗杆啮合传动，凸轮轴与蜗轮同轴连接传递动力；离合器执行组件中，凸轮固定连接在凸轮轴上；分离轴承套装在分离轴承套上，由轴承台肩和推力轴承组成；凸轮控制组件的控制下，其外轮廓上的工作曲线上的工作点在与轴承台肩相接触并驱动分离轴承往复直线运动，进而控制离合器的分离或结合。本实用新型对换挡驱动电机要求低，结构紧凑，间隙补偿易自动进行，且传动链短控制性能好。

Description

一种凸轮式自动离合器执行机构

技术领域

本实用新型属于机械式自动变速器中的自动离合器技术领域，具体涉及到一种凸轮式自动离合器执行机构。

背景技术

机械式自动变速器由手动变速器的基础上改进而来，由于其具有传动效率高、成本低以及操纵方便的优点，得到了广泛的应用。

离合器的自动控制是机械式自动变速器中的关键技术，自动控制性能的好坏将直接影响到变速器甚至整车的性能，而离合器执行机构又是实现离合器自动控制的基础和关键。

现有的离合器执行机构主要包括电控液压式和电控机械式。电控液压式离合器执行机构性能好，具有控制精度高、响应快、易于实现安全保护等优点，但是，电控液压式离合器执行机构存在受温度影响大、成本高、易泄露等缺点；电控机械式电控液压式离合器执行机构具有结构简单、对环境适应性强、成本低的优点，近年来受到了广泛的关注。电控机械式离合器执行机构基于不同结构原理又发展出许多种形式，如：蜗轮蜗杆式执行机构、螺杆式执行机构、杠杆式执行机构、齿轮副式执行机构等等。但是仍存在如下问题：

1、为了降低换挡驱动电机的容量以降低成本，往往采用多级减速机构，难以避免使得机构复杂，占用空间大，可靠性降低；

2、某些机构(如杠杆机构)的调试过程困难复杂，离合器磨损后的间隙补偿难以实现；

3、由于传动链较长，各传动副的间隙累积使得控制精度不高。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型提出了一种凸轮式自动离合器执行机构，本实用新型对换挡驱动电机要求低，结构紧凑，间隙补偿易自动进行，且传动链短控制性能好，结合说明书附图，本实用新型的技术方案如下：

一种凸轮式自动离合器执行机构，用于电控机械式离合器，由凸轮驱动组件、凸轮执行组件以及控制组件组成；

所述凸轮驱动组件由换挡驱动电机1、蜗杆2、蜗轮3以及凸轮轴4组成，所述换挡驱动电机1输出端与蜗杆2同轴连接，蜗轮3与蜗杆2啮合传动，凸轮轴4与蜗轮3同轴连接传递动力；

所述凸轮执行组件由凸轮5、分离轴承6和分离轴承套14组成，所述凸轮5固定连接在凸轮轴4上；所述分离轴承6套装在分离轴承套14上，由轴承台肩601和推力轴承组成；所述凸轮5外轮廓上的工作曲线上的工作点与轴承台肩601相接触并驱动分离轴承6沿其轴线方向做往复直线运动，进而压入或释放膜片弹簧分离指，以此控制离合器的分离或结合；

所述控制组件由换挡控制器TCU和车辆状态传感器组成，车辆状态传感器分别与换挡控制器TCU的信号接收端连接，换挡控制器TCU的信号输出端与换挡驱动电机1相连，换挡控制器TCU以所接收的车辆状态信号为依据，做出换挡判断后，将换挡控制信号发送至换挡驱动电机1，通过换挡驱动电机1依次驱动凸轮5旋转进而控制控制离合器的分离或结合。

进一步地，所述凸轮5的工作曲线分为三段，分别为：工作段I、摩擦片磨损补偿段II 和凸轮磨损补偿段III；

所述工作段I为：由端点A开始，逐渐远离凸轮旋转中心，终至距离凸轮旋转中心最远的端点B的曲线段；

所述摩擦片磨损补偿段II为：由端点A开始，逐渐靠近凸轮旋转中心，终至距离凸轮旋转中心最近的端点C的曲线段；

所述凸轮磨损补偿段III为：由所述端点B开始，中间段曲率半径不便，终至D点的曲线段；

所述端点A为：在无磨损情况下，离合器完全结合时，凸轮5与轴承台肩601相接触点；

所述端点B为：在无磨损情况下，离合器完全分离时，凸轮5与轴承台肩601相接触点；

所述端点C为：在离合器摩擦片17在设计使用寿命内达到最大磨损量的情况下，离合器完全结合时，凸轮5与轴承台肩601相接触点。

更进一步地，所述凸轮5的工作曲线对称设置在凸轮5两侧；或所述凸轮5的工作曲线设置于凸轮5的单侧，且凸轮5的工作曲线大于180度。

更进一步地，所述轴承台肩601为凸台肩，即在轴承台肩601两侧有两个对称设置的凸起，凸轮5的外轮廓曲面作用于所述凸起的上表面；在分离轴承6的台肩两侧设有吊耳，并在与之对应的凸轮轴4上开环形槽，在同侧的吊耳与环形槽之间安装螺旋弹簧13，所述螺旋弹簧13的一端钩住分离轴承6的吊耳，另一端钩住凸轮轴4上环形槽，当分离轴承6被压入而远离凸轮轴4时，螺旋弹簧13则伸长；当分离轴承6被弹出而靠近凸轮轴4时，螺旋弹簧13则缩短，此过程中，两侧的螺旋弹簧13能够保持分离轴承6在圆周方向的位置不变，限制分离轴承6的旋转，使得凸轮5的外轮廓曲面始终能可靠作用在轴承台肩601的凸起位置。

更近一步地，所述轴承台肩601为平台肩，即在轴承台肩601的周围设有圆环形的平滑台面，凸轮5沿着轴承台肩601的圆周方向作用于该平滑台面。

进一步地，所述凸轮轴4通过D形轴孔配合连接的方式分别与蜗轮3和凸轮5连接，以实现连接件之间在圆周方向上的定位，保证互相可靠传递转矩；

所述蜗轮3通过凸轮轴4上的台肩和卡簧12实现在凸轮轴4上的轴向定位；

所述凸轮5焊接在凸轮轴4上。

进一步地，所述车辆状态传感器包括检测凸轮轴4、蜗杆2、蜗轮3或换挡驱动电机1输出轴的旋转角度的角度传感器22以及油门踏板深度传感器、车速传感器和刹车踏板深度传感器。

进一步地，所述换挡驱动电机1固定安装在电机支座9上；

所述凸轮轴4两端转动安装在凸轮轴支架8上；

所述凸轮轴4与凸轮轴支架8之间设置有润滑铜套；

所述电机支座9与凸轮轴支架8均固定安装在变速箱壳体上。

更进一步地，车辆状态传感器中的角度传感器22安装在凸轮轴4的末端，所述角度传感器22固定在所述凸轮轴支架8上，所述凸轮轴4的末端加工为扁平状，并插装在角度传感器22上的扁平槽内，带动角度传感器22的转子转动，进而检测凸轮轴4的旋转角度。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型所述凸轮式自动离合器执行机构与传统的拨叉式离合器执行机构相比，凸轮轴在换挡工作过程中的转动角度比拨叉轴的转动角度大得多，工作过程角度的增加使得同等条件下，换挡所需的扭矩减少，驱动电机工况好，对换挡驱动电机的额定容量要求小，可有效降低成本。

2、本实用新型所述凸轮式自动离合器执行机构中，由于凸轮轴在换挡过程中的工作角度大，因此传动链的传动比要求较低，一级蜗轮蜗杆减速即可满足使用要求，不需要使用传统自动离合器执行机构的两级减速，这使得整个离合器执行机构的结构更加紧凑，有效降低了成本，可靠性较高，且占用空间少，易于布置。

3、本实用新型所述凸轮式自动离合器执行机构中，如上所述，由于传动链中的传动环节较少，仅有一级蜗轮蜗杆减速机构，各级传动副的间隙累计较小。因此，有效改善了由于多级传动副存在间隙而造成的控制精度差的问题；另一方面，由于凸轮的工作过程角度大，同等角度传感器的误差对控制效果的影响小，因此，本实用新型所述离合器执行机构的控制效果更好，精度更高。

4、本实用新型所述凸轮式自动离合器执行机构的离合器磨损量补偿易实现。在本实用新型所述离合器执行机构中，离合器的分离状态取决于分离轴承的压入位置，分离轴承的压入位置又取决于凸轮的升程与转角关系。在进行凸轮曲线设计时，在凸轮升程上留出足够补偿余量。当摩擦片磨损后，分离轴承外突，可使初始凸轮角度位置提前，使得分离轴承与摩擦片磨损后的分离指位置相适应，实现磨损量补偿。

5、本实用新型所述凸轮式自动离合器执行机构由于采用凸轮结构，在离合器处于完全分离状态，即膜片弹簧完全压入时，膜片弹簧的弹力通过凸轮轴传递到支架，最终完全由壳体提供反作用力，蜗轮蜗杆传动副不用始终受力，减少了蜗轮蜗杆机构的负担，提高了执行机构的整体使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型所述凸轮式自动离合器执行机构的整体轴测图；

图2为本实用新型所述凸轮式自动离合器执行机构中，凸轮与凸轮轴连接部分零件***图；

图3为本实用新型所述凸轮式自动离合器执行机构中，凸台肩式分离轴承与凸轮配合的示意图；

图4为本实用新型所述凸轮式自动离合器执行机构中，平台肩式分离轴承与凸轮配合的示意图；

图5为本实用新型所述凸轮式自动离合器执行机构中，凸轮的外轮廓工作曲线示意图；

图6为本实用新型所述凸轮式自动离合器执行机构在凸轮未磨损时，控制离合器分离时的工作状态示意图；

图7为本实用新型所述凸轮式自动离合器执行机构在凸轮磨损时，控制离合器分离时的工作状态示意图；

图8为本实用新型所述凸轮式自动离合器执行机构在摩擦片未磨损时，控制离合器结合时的工作状态示意图；

图9为本实用新型所述凸轮式自动离合器执行机构在摩擦片磨损至极限状态时，控制离合器结合时的工作状态示意图。

图中：

1-换挡驱动电机； 2-蜗杆； 3-蜗轮； 4-凸轮轴；

5-凸轮； 6-分离轴承； 7-角度传感器； 8-凸轮轴支架；

9-电机支架； 10-铜套； 11-轴套； 12-卡簧；

13-螺旋弹簧； 14-分离轴承套； 15-膜片弹簧； 16-离合器压盘；

17-离合器摩擦片； 18-飞轮盘；

601-轴承台肩。

具体实施方式

为进一步阐述本实用新型的技术方案，结合说明书附图，本实用新型的具体实施方式如下：

如图1所示，本实用新型提供了一种凸轮式自动离合器执行机构，所述离合器执行机构由凸轮驱动组件、凸轮执行组件以及控制组件组成。

所述凸轮驱动组件由换挡驱动电机1、电机支架9、蜗杆2、蜗轮3、凸轮轴4和凸轮轴支架8组成；

如图1所示，所述换挡驱动电机1通过螺栓紧固在电机支架9上，换挡驱动电机1通过车载电源提供能源，电机支架9固定安装在变速箱壳体上；所述换挡驱动电机1的动力输出端与蜗杆2同轴传动连接，蜗杆2的末端通过轴套11安装在变速箱壳体上，并相对于变速箱壳体自由旋转；所述蜗轮3与蜗杆2相啮合组成蜗轮蜗杆传动副，所述蜗轮蜗杆传动副作为动力传递部分的一级减速增扭机构；

如图2所示，所述蜗轮3安装在凸轮轴4的一端，蜗轮3的中心加工有D形通孔，与之相匹配的，凸轮轴4得端部加工有一段D形轴段，蜗轮3与凸轮轴4之间通过D形轴/孔配合实现圆周方向定位，蜗轮3通过凸轮轴4上的台肩和卡簧12安装在凸轮轴4上实现轴向定位，进而实现蜗轮3与凸轮轴4之间平稳、精确地传递动力；凸轮轴4的两端安装有凸轮轴支架8，所述凸轮轴支架8的一端固定在变速箱壳体上，凸轮轴支架8的另一端与凸轮轴4连接，所述凸轮轴4与凸轮轴支架8之间通过铜套10或轴承连接，实现凸轮轴4在凸轮轴支架8上沿轴向的自由旋转，此外，通过凸轮轴4上设置的限位台肩与卡簧12相配合，实现凸轮轴4在凸轮轴支架8上的轴向限位。

所述凸轮执行组件由凸轮5、分离轴承6和分离轴承套14组成；

两个所述凸轮5安装在凸轮轴4的中段，凸轮5端面上加工有D形通孔，与之相匹配的，凸轮轴4的中段两侧均加工有D形轴段，凸轮5与凸轮轴4之间通过D形轴/孔配合实现圆周方向定位，保证在装配时获得合适的相对转角，凸轮5与凸轮轴4之间经调整定位后通过焊接固定，以此来增大传递扭矩的能力；

所述分离轴承6安装在离合器的外端，并作用于离合器中的膜片弹簧15；所述分离轴承6套接在分离轴承套14上，所述分离轴承6由轴承台肩601和推力轴承两部分组成，所述凸轮5的工作面直接作用在分离轴承6的轴承台肩601上，所述推力轴承的一端直接接触并作用于膜片弹簧15的分离指，推力轴承用以消除离合器的膜片弹簧15与分离轴承之间的转速差；

随着所述凸轮5在凸轮驱动组件的驱动下转动，按照凸轮5外轮廓工作曲线的运动规律，分离轴承6在凸轮5工作面的作用下沿分离轴承6轴线方向压入或弹出，进而带动膜片弹簧 15的分离指的压入或弹出，以此实现控制离合器的结合或分离；

在所述分离轴承6中，由于推力轴承的内部仍然存在阻力，因此，当推力轴承得内端面接触到膜片弹簧15的分离指时，推力轴承会有跟随摩擦片转动的趋势，致使分离轴承6存在跟随摩擦片转动的趋势，故根据是否需要限制分离轴承6的转动，所述分离轴承6的结构及连接方式分为如下两个实施例：

实施例一：

如图3所示，当与凸轮5的工作面直接接触并相互作用的轴承台肩601为凸台肩时，即在轴承台肩601的两侧为两个对称设置的凸起，凸轮5只有作用于凸起的上表面才能实现工作，此时就需要限制分离轴承6的旋转以保持凸轮5与凸起上平面保持接触；因此，在分离轴承6得台肩两侧设置吊耳，并在与之对应的凸轮轴4上开环形槽，在同侧的吊耳与环形槽之间安装螺旋弹簧13，所述螺旋弹簧13的一端钩住分离轴承6的吊耳，另一端钩住凸轮轴 4上环形槽，当分离轴承6被压入而远离凸轮轴4时，螺旋弹簧13则伸长；当分离轴承6 被弹出而靠近凸轮轴4时，螺旋弹簧13则缩短，此过程中，两侧的螺旋弹簧13的弹力始终存在，保持分离轴承6圆周方向位置基本不变，分离轴承6将不会发生大角度转动，实现限制分离轴承6的旋转，保证凸轮5的外轮廓曲面始终能可靠作用在轴承台肩601的凸起位置。

实施例二：

如图4所示，当与凸轮5的工作面直接接触并相互作用的轴承台肩601为平台肩时，即在轴承台肩601的周围设有圆环形的平滑台面，凸轮5作用于该平滑台面即可实现正常工作，这就使得沿着轴承台肩601的周围360度，在任何角度位置时，凸轮5都能正常工作，因此无需限制分离轴承6的转动；当分离轴承6刚开始接触到膜片弹簧15的分离指时，分离轴承6在分离指的带动下跟随转动。随着继续压迫分离指，推力轴承开始起作用，分离轴承与离合器的膜片弹簧15之间的转速差转通过推力轴承的转动而消除。

上述两个实施例中，分离轴承6的结构略有不同，但是与分离轴承6相配合工作的凸轮 5的外轮廓曲线完全相同，故凸轮5带动分离轴承6工作时的运动规律曲线是一致的。下面对凸轮5的外轮廓工作曲线及运动规律做进一步说明，并在此基础上介绍说明本实用新型所述凸轮式自动离合器执行机构的磨损补偿工作原理。

如图5所示，所述凸轮5的工作曲线分为三段，分别为：位于顶部距离凸轮旋转中心较近的摩擦片磨损补偿段II、位于底部距离凸轮旋转中心较远的凸轮磨损补偿段III、位于中部距离凸轮旋转中心由近变远的工作段I。

所述工作段I为由距离凸轮旋转中心较近的端点A开始逐渐远离凸轮旋转中心，终至距离凸轮旋转中心最远的端点B的曲线段；其中，所述端点A对应离合器摩擦片17未磨损时，离合器可靠结合时膜片弹簧15的分离指所对应的分离轴承6的位置，即在离合器摩擦片17 未磨损的情况下，当凸轮5旋转至端点A与分离轴承6的台肩相作用时，膜片弹簧15在自身弹力及分离轴承6的双重配合作用下推动离合器压盘16将离合器摩擦片17紧压在飞轮盘18上，此时离合器处于可靠结合状态；所述端点B对应离合器摩擦片17未磨损时，离合器完全分离时膜片弹簧15的分离指所对应的分离轴承6的位置，即当凸轮5旋转至端点B与分离轴承6的台肩相作用时，膜片弹簧15的外缘在分离轴承6的压力作用下向远离离合器摩擦片17的方向翘起，使离合器压盘16与离合器摩擦片17完全脱离，此时离合器处于完全分离状态；故，当凸轮驱动组件带动凸轮5转动，凸轮5在分离轴承6上的作用点从端点 A移动至端点B时，离合器完成分离过程；当凸轮驱动组件带动凸轮5转动，凸轮5在分离轴承6上的作用点从端点B移动至端点A时，离合器完成结合过程；通过控制凸轮5转动的角速度，即可控制离合器分离或结合的速度，并控制离合器摩擦片17的滑磨过程。

所述摩擦片磨损补偿段II的设置目的在于：随着行驶里程增加，离合器摩擦片17逐渐磨损变薄，离合器可靠结合时离合器压盘16向离合器摩擦片17的方向运动，膜片弹簧15 的外缘跟随离合器压盘16向靠近离合器摩擦片17的方向运动，膜片弹簧15的分离指则向远离离合器摩擦片17的方向外凸，引起分离轴承6在离合器可靠结合时的位置相比初始时向外凸。若离合器结合时，凸轮5在分离轴承6上的作用点仍然为A点，则会导致离合器压盘16的压紧力变小，离合器不能可靠结合，最终致使离合器无法可靠传递扭矩；因此，当离合器摩擦片17出现磨损变薄时，应将离合器可靠结合时所对应的凸轮5在分离轴承6 上作用点的升程下移，凸轮作用点的升程下移即将作用点移至更靠近凸轮旋转中心的位置，因此，将位于凸轮顶部距离凸轮旋转中心逐渐较近的一段曲线设置为摩擦片磨损补偿段II；

所述摩擦片磨损补偿段II为由端点A开始逐渐靠近凸轮旋转中心，终至距离凸轮旋转中心最近的端点C的曲线段；其中，端点C对应离合器摩擦片17磨损最大时，离合器可靠结合时膜片弹簧15的分离指所对应的分离轴承6的位置，即在离合器摩擦片17磨损最大的情况下，当凸轮5旋转至端点C与分离轴承6的台肩相作用时，膜片弹簧15的分离指在自身弹力及分离轴承6的双重配合作用下推动离合器压盘16将离合器摩擦片17紧压在飞轮盘 18上，此时离合器处于可靠结合状态；故，随着离合器摩擦片17的逐渐磨损，在换挡控制器TCU的控制下，离合器可靠结合时凸轮5在分离轴承6上的作用点逐渐从端点A点向端点C移动。

所述凸轮磨损补偿段III的设置的设计目的在于：凸轮5上的工作段I随着工作次数的增加将逐渐出现磨损，工作段I的最大升程将减小，这将致使离合器进行分离动作时，无法将分离轴承6推至离合器完全分离时所对应得位置，因此需要设置凸轮磨损补偿段III来补偿凸轮5上的工作段I磨损后凸轮5上的工作段I的最大升程；所述凸轮磨损补偿段III为由所述端点B开始，终至D点的曲线段，所述凸轮磨损补偿段III为一段曲率不变的圆弧，即凸轮5在凸轮磨损补偿段III的升程不变，使得凸轮5在磨损后仍能可靠压动分离轴承6至指定位置，使离合器完全分离。

所述控制组件由换挡控制器TCU和角度传感器7组成。

所述角度传感器7固定安装在凸轮轴支架8，并与凸轮轴4的末端连接，凸轮轴4的末端加工成扁平凸起状，与之相匹配的，角度传感器7上开有扁平槽，凸轮轴4通过末端的扁平凸起***转角传感器7的扁平槽中，并带动角度传感器7的转子同步转动，以实现测量凸轮轴4的转角信息，所述角度传感器7的信号输出端与换挡控制器TCU的信号接收端相连，换挡控制器TCU的控制信号输出端与换挡驱动电机1的信号输入端相连，当角度传感器7测得凸轮轴4的转角信息后，将转角信息实时反馈给换挡控制器TCU作为换挡控制依据，换挡控制器TCU做出换挡判断后向换挡驱动电机1发送控制指令，通过凸轮驱动组件最终控制凸轮执行组件工作。

此外，所述控制组件还包括油门踏板深度传感器、车速传感器、刹车踏板深度传感器等检测车辆状态的车辆状态传感器，与所述角度传感器7相类似地，所述车辆状态传感器均与换挡控制器TCU信号连接，所述换挡控制器TCU接受检测凸轮轴旋转角度的角度传感器7 信号以及检测车辆油门踏板深度的油门踏板深度传感器信号、检测车辆速度的车速传感器信号、检测刹车踏板深度的刹车踏板深度传感器信号等，将上述车辆状态信号数据作为换挡判断依据，并做出换挡决策，最终向凸轮驱动组件发出指令信号，以驱动凸轮执行组件控制离合器结合或分离，具体表现为控制换挡驱动电机的工作电压、电流方向与启停动作。

本实用新型所述凸轮式自动离合器执行机构的工作过程具体如下：

换挡控制器TCU接收包括角度传感器7所检测到的信号在内的车辆状态信号，所述车辆信号还包括油门踏板深度传感器、车速传感器和刹车踏板深度传感器所检测到的信号，将上述传感器所检测到的信号作为判断换挡(即控制离合器分离/结合)的依据，换挡控制器 TCU做出换挡决策后，向换挡驱动电机1发出控制离合器结合或分离的指令信号，具体表现为控制换挡驱动电机的工作电压、电流方向与启停动作的指令；换挡驱动电机1带动蜗杆 2转动，蜗杆2与蜗轮3啮合传动进而带动凸轮轴4转动。与此同时，角度传感器7将采集到的凸轮轴4的转角信号实时反馈给换挡控制器TCU作为控制换挡过程的依据，以实现对换挡过程的闭环控制；紧固在凸轮轴4上的凸轮5跟随凸轮轴4同步转动，根据凸轮5上的外轮廓运动曲线，凸轮5有规律地推动分离轴承6沿轴向直线运动，进而控制离合器的分离或结合。此外，本实用新型还能对离合器摩擦片17或凸轮5的磨损进行补偿以实现离合器的可靠结合或完全分离。

1、离合器分离执行过程；

(1)凸轮5无磨损时；

如图5和图6所示，在控制组件的控制下，凸轮驱动组件带动凸轮执行组件运动，使凸轮5与分离轴承6的轴承台肩601的作用点逐渐运动到凸轮5的端点B，当凸轮5与分离轴承6的轴承台肩601的作用点运动到达端点B时，由于端点B为距离凸轮旋转中心最远的作用点，凸轮5的端点B达到凸轮工作的最大升程，故分离轴承6被凸轮5向靠近离合器摩擦片17的方向压入至最大位移处，此时膜片弹簧15的分离指也被压入到最大位移处，膜片弹簧15的运动通过杠杆传递至离合器压盘16，使得离合器压盘16向远离离合器摩擦片17 的方向运动至最大位移处，使离合器摩擦片17与离合器压盘16完全分离，离合器完全分离而不传递转矩；

(2)凸轮5有磨损时；

如图5和图7所示，当凸轮5随着工作次数的增加将逐渐出现磨损，凸轮5的工作段I最大升程将减小，这将致使离合器进行分离动作时，无法将分离轴承6推至离合器完全分离时所对应得位置，故，在控制组件的控制下，凸轮驱动组件带动凸轮执行组件运动，使凸轮5与分离轴承6的轴承台肩601的作用点逐渐运动至凸轮5的凸轮磨损补偿段III，直到凸轮5再次达到凸轮工作的最大升程，使分离轴承6被凸轮5向靠近离合器摩擦片17的方向压入至最大位移处，实现对凸轮5磨损量的补偿，此时膜片弹簧15的分离指也被压入到最大位移处，膜片弹簧15的运动通过杠杆传递至离合器压盘16，使得离合器压盘16向远离离合器摩擦片17的方向运动至最大位移处，使离合器摩擦片17与离合器压盘16完全分离，离合器完全分离而不传递转矩。

2、离合器分离执行过程；

(1)离合器摩擦片17无磨损时；

如图5和图8所示，在控制组件的控制下，凸轮驱动组件带动凸轮执行组件运动，使凸轮5与分离轴承6的轴承台肩601的作用点逐渐运动到凸轮5的端点A，在膜片弹簧15的弹力及凸轮5的配合作用下，分离轴承6向远离离合器摩擦片17的方向直线运动，当凸轮 5与分离轴承6的轴承台肩601的作用点运动到达端点A，此时膜片弹簧15的分离指不受分离轴承6的压力，膜片弹簧15的弹力将离合器压盘16与离合器摩擦片17压紧结合在一起，离合器可靠结合而传递转矩；

(2)离合器摩擦片17有磨损时；

如图5和图9所示，当离合器摩擦片17磨损之后，离合器摩擦片17变薄，离合器压盘16与飞轮盘18之间距离变短，膜片弹簧15的分离指外凸。此时凸轮5的端点A依然通过分离轴承6向膜片弹簧15施加有压力，使得膜片弹簧15的外缘向外翘起而减小对飞轮盘 18的压紧力，致使飞轮盘18与离合器摩擦片17的压紧力不足而无法可靠结合传递扭矩，故，在控制组件的控制下，凸轮驱动组件带动凸轮执行组件运动，使凸轮5与分离轴承6的轴承台肩601的作用点逐渐运动至凸轮5的摩擦片磨损补偿段II，直至达到凸轮5工作的最小升程，即凸轮5不再通过分离轴承6向膜片弹簧15的分离指施加压力，实现对离合器摩擦片17磨损量的补偿，此时，膜片弹簧15的弹力将离合器压盘16与离合器摩擦片17压紧结合在一起，离合器可靠结合而传递转矩。

Claims (9)

1.一种凸轮式自动离合器执行机构，用于电控机械式离合器，其特征在于：

由凸轮驱动组件、凸轮执行组件以及控制组件组成；

所述凸轮驱动组件由换挡驱动电机(1)、蜗杆(2)、蜗轮(3)以及凸轮轴(4)组成，所述换挡驱动电机(1)输出端与蜗杆(2)同轴连接，蜗轮(3)与蜗杆(2)啮合传动，凸轮轴(4)与蜗轮(3)同轴连接传递动力；

所述凸轮执行组件由凸轮(5)、分离轴承(6)和分离轴承套(14)组成，所述凸轮(5)固定连接在凸轮轴(4)上；所述分离轴承(6)套装在分离轴承套(14)上，由轴承台肩(601)和推力轴承组成；所述凸轮(5)外轮廓上的工作曲线上的工作点与轴承台肩(601)相接触并驱动分离轴承(6)沿其轴线方向做往复直线运动，进而压入或释放膜片弹簧分离指，以此控制离合器的分离或结合；

所述控制组件由换挡控制器TCU和车辆状态传感器组成，车辆状态传感器分别与换挡控制器TCU的信号接收端连接，换挡控制器TCU的信号输出端与换挡驱动电机(1)相连，换挡控制器TCU以所接收的车辆状态信号为依据，做出换挡判断后，将换挡控制信号发送至换挡驱动电机(1)，通过换挡驱动电机(1)依次驱动凸轮(5)旋转进而控制控制离合器的分离或结合。

2.如权利要求1所述一种凸轮式自动离合器执行机构，其特征在于：

所述凸轮(5)的工作曲线分为三段，分别为：工作段(I)、摩擦片磨损补偿段(II)和凸轮磨损补偿段(III)；

所述工作段(I)为：由端点A开始，逐渐远离凸轮旋转中心，终至距离凸轮旋转中心最远的端点B的曲线段；

所述摩擦片磨损补偿段(II)为：由端点A开始，逐渐靠近凸轮旋转中心，终至距离凸轮旋转中心最近的端点C的曲线段；

所述凸轮磨损补偿段(III)为：由所述端点B开始，中间段曲率半径不便，终至D点的曲线段；

所述端点A为：在无磨损情况下，离合器完全结合时，凸轮(5)与轴承台肩(601)相接触点；

所述端点B为：在无磨损情况下，离合器完全分离时，凸轮(5)与轴承台肩(601)相接触点；

所述端点C为：在离合器摩擦片(17)在设计使用寿命内达到最大磨损量的情况下，离合器完全结合时，凸轮(5)与轴承台肩(601)相接触点。

3.如权利要求2所述一种凸轮式自动离合器执行机构，其特征在于：

所述凸轮(5)的工作曲线对称设置在凸轮(5)两侧；

或所述凸轮(5)的工作曲线设置于凸轮(5)的单侧，且凸轮(5)的工作曲线大于180度。

4.如权利要求1-3中任一项所述一种凸轮式自动离合器执行机构，其特征在于：

所述轴承台肩(601)为凸台肩，即在轴承台肩(601)两侧有两个对称设置的凸起，凸轮(5)的外轮廓曲面作用所述凸起的上表面；在分离轴承(6)的台肩两侧设有吊耳，并在与之对应的凸轮轴(4)上开环形槽，在同侧的吊耳与环形槽之间安装螺旋弹簧(13)，所述螺旋弹簧(13)的一端钩住分离轴承(6)的吊耳，另一端钩住凸轮轴(4)上环形槽，当分离轴承(6)被压入而远离凸轮轴(4)时，螺旋弹簧(13)则伸长；当分离轴承(6)被弹出而靠近凸轮轴(4)时，螺旋弹簧(13)则缩短，此过程中，两侧的螺旋弹簧(13)保持分离轴承(6)圆周方向位置不变，限制分离轴承(6)的旋转，使得凸轮(5)的外轮廓曲面始终能作用在轴承台肩(601)的凸起位置。

5.如权利要求1-3中任一项所述一种凸轮式自动离合器执行机构，其特征在于：

所述轴承台肩(601)为平台肩，即在轴承台肩(601)的周围设有圆环形的平滑台面，凸轮(5)沿着轴承台肩(601)的圆周方向作用于该平滑台面。

6.如权利要求1所述一种凸轮式自动离合器执行机构，其特征在于：

所述凸轮轴(4)通过D形轴孔配合连接的方式分别与蜗轮(3)和凸轮(5)连接，以实现连接件之间在圆周方向上的定位，实现传递转矩；

所述蜗轮(3)通过凸轮轴(4)上的台肩和卡簧(12)实现在凸轮轴(4)上的轴向定位；

所述凸轮(5)焊接在凸轮轴(4)上。

7.如权利要求1所述一种凸轮式自动离合器执行机构，其特征在于：

所述车辆状态传感器包括检测凸轮轴(4)、蜗杆(2)、蜗轮(3)或换挡驱动电机(1)输出轴的旋转角度的角度传感器(22)以及油门踏板深度传感器、车速传感器和刹车踏板深度传感器。

8.如权利要求1所述一种凸轮式自动离合器执行机构，其特征在于：

所述换挡驱动电机(1)固定安装在电机支座(9)上；

所述凸轮轴(4)两端通过润滑铜套转动安装在凸轮轴支架(8)上；

所述电机支座(9)与凸轮轴支架(8)均固定安装在变速箱壳体上。

9.如权利要求8所述一种凸轮式自动离合器执行机构，其特征在于：

车辆状态传感器中的角度传感器(22)安装在凸轮轴(4)的末端，所述角度传感器(22)固定在所述凸轮轴支架(8)上，所述凸轮轴(4)的末端加工为扁平状，并插装在角度传感器(22)上的扁平槽内，带动角度传感器(22)的转子转动，进而检测凸轮轴(4)的旋转角度。