Привод управления муфтой сцепления транспортного средства Советский патент 1992 года по МПК B60K23/02 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к приводам управления муфтой сцепления транспортных средств, преимущественно с высокой осевой жесткостью фрикционных дисков.

Известен привод управления муфтой сцепления, содержащий педаль, связанную посредством подпружиненной тяги с рычагом отводки, и гидравлический демпфер, выполненный в виде цилиндра, заполненного жидкостью, в котором установлен связанный со штоком поршень снабженный клапанами двустороннего действия Шток соединен с педалью при помощи пальца, размещенного в пазу, выполненном на конце штока.

Недостатком этого привода является то, что при формировании нажимного усилия на фрикционные диски с большой осевой жесткостью, когда перемещение поршня в цилиндре демпфера мало, требуется высокая точность регулировки относительного положения штока и педали, которое вследствие износа фрикционных дисков быстро нарушается и требует частых повторных регулировок

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является привод управления муфтой сцепления содержащий педаль сцепления связанную через подпружиненную тягу с рычагом выключения муфты и механизм

2

8

ЧЭ

для корректирования фрикционного момента, включающий гидравлический демпфер, имеющий шарнирно закрепленный на неподвижном элементе транспортного средства и заполненный жидкостью цилиндр, поршень которого связан со штоком и имеет сквозные отверстия, а шток соединен с педалью сцепления при помощи пальца, расположенного в пазу на конце штока. При этом соосно с отверстиями в поршне в крышку цилиндра вмонтированы стержни с конусами на концах,

Наличие в цилиндре стержней с конусами позволяет получить плавно уменьшающееся сечение отверстий в движущемся относительно стержней поршне в период формирования нажимного усилия на фрикционные диски и этим обеспечивать нарастание фрикционного момента по регрессивной характеристике, что способствует снижению работы трения сцепления при включении Однако при использовании данного привода для управления муфтами сцепления с фрикционными дисками, лишенными специальных устройств для снижения их осевой жесткости, и фрикционными накладками с высокой осевой жесткостью (например, металлоке- рамические) для того, чтобы обеспечить тормозящее действие демпфера только в период формирования нажимного усилия на фрикционные диски, когда перемещение поршня практически очень мало, требуется соблюдение высокой точности размеров и форм отверстий в поршне и конусных поверхностей стержней при их изготовлении, а также точности регулировки относительного положения стержней и поршня с отвер- стиями, которое в результате износа фрикционных дисков быстро нарушается и без частой повторной регулировки приводит к искажению заданной регрессивной характеристики нарастания фрикционного момента. Искажение выражается в том, что из-за увеличившегося хода выбора зазоров между фрикционными дисками муфты, повлекшего за собой к моменту выбора зазоров и началу формирования нажимного усилия дополнительное смещение поршня демпфера в сторону стержней с конусами, произойдет дополнительное сужение сечения отверстий в поршне, и в результате нарастание фрикционного момента будет характеризоваться чрезмерной плавностью. Это вызовет увеличение работы буксования муфты, а следовательно, и повышенный износ ее фрикционных элементов. Таким образом, потребность в частых повторных регулировках снижает надежность данной конструкции привода

делая привод неэффективным при использовании его для управления муфтами сцепления с высокой осевой жесткостью фрикционных дисков.

Цель изобретения - повышение надежности путем стабилизации заданной регрес- сивной характеристики нарастания момента трения.

Поставленная цель достигается тем, что

0 в приводе управления муфтой сцепления, содержащем педаль сцепления, через подпружиненную тягу связанную с рычагом вы- ключения муфты, и механизм для корректирования фрикционного момента,

5 включающий гидравлический демпфер, выполненный в виде шарнирно связанного одним концом с транспортным средством силового цилиндра, поршень которого выполнен с дросселирующими отверстиями, а

0 шток шарнирно соединен с педаль сцепления, шток механизма для корректирования фрикционного момента связан с педалью сцепления через компенсационную винтовую коническую пружину, а на торце порш5 ня со стороны поршневой полости силового цилиндра установлена упругая пластина, снабженная отверстиями, соосными с отверстиями в поршне и имеющими меньший диаметр, чем отверстия в поршне.

0 На фиг.1 преставлена принципиальная схема предложенного привода управления муфтой сцепления; на фиг.2 - механизм для корректирования фрикционного момента и его соединение с остовом и педалью сцеп5 ления, продольный разрез; на фиг.З - разрез А-А на фиг.2.

Привод управления муфтой сцепления транспортного средства (фиг.1) содержит педаль 1 сцепления, через которую води0 тель управляет муфтой сцепления, подпружиненную тягу 2. обеспечивающую при помощи своей оттяжной пружины 3 возвращение всех элементов привода в исходное положение, соответствующее включенному

5 состоянию муфты, когда действие нажимных пружин 4 последней на привод прекращается, и связывающую педаль 1 сцепления с рычагом 5 выключения муфты, осуществляющим управляющее воздействие приво0 да через отводку 6 и выжимные рычажки 7 на нажимной диск 8 муфты сцепления, и механизм 9 для корректирования фрикционного момента, обеспечивающий быстрое включение муфты сцепления в период выбо5 ра зазоров между фрикционными дисками 10 (на фиг.1 условно изображен только один фрикционный диск 10) и диском 8 и независимо от их износа и при любой величине осевой жесткости обеспечивающий нарастание момента трения по заданной регрессивной характеристике в период формирования нажимного усилия на диски 10

Механизм для корректирования фрикционного момента 9 включает (фиг.2) гидравлический демпфер 11 и связывающую его с педалью сцепления 1 компенсационную винтовую коническую пружину 12. Гидравлический демпфер 11 состоит из заполненного рабочей жидкостью и шар- нирно закрепленного на неподвижном эле- менте транспортного средства цилиндра 13 и размещенного в нем поршня 14. имеющего сквозные отверстия 15 и жестко связанного со штоком 16.

Поршень 14 при движении в цилиндре 13 в процессе включения муфты создает силу сопротивления, обусловленную перепадом давления между поршневой 17 и штоковой 18 полостями цилиндра 13, разграниченными поршнем 14.

На торце поршня 14 (см.фиг,3 и 2) со стороны поршневой полости 17 закреплена упругая пластина 19 с выполненными в ней напротив отверстий 15 в поршне дроссельными отверстиями 20

Компенсационная пружина 12 размещается в глухой гильзе 21, шарнирно связанной своим днищем 22 с педалью 1 сцепления и имеющей на другом конце бур- ти 23. Между буртиком 23 и торцом компен- сационной пружины 12 в гильзе 21 установлена шляпка 24. закрепленная на свободном конце штока 16. На торце другого конца этого штока со стороны поршневой полости 17 закреплен одним своим концом стержень 25, имеющий диаметр, равный диаметру штока 16. Другим своим концом стержень 25 размещен в сквозном отверстии крышки цилиндра 13 с возможностью осевого перемещения.

Привод управления работает следующим образом.

В выключенном состоянии муфты сила управляющего воздействия, приложенная со стороны водителя к педали 1 сцепления (фиг.1) уравновешивается упругими силами нажимных пружин 4 и оттяжной пружины 3. Поршень 14 (фиг.2) гидравлического демпфера 11 находится в исходном положе- нии (крайнем правом на фиг.2), а шляпка 24 с буртиком 23 гильзы 21 - в контакте. Между поверхностями трения дисков 8 и 10 в муфте сцепления имеют место зазоры.

При резком снятии с педали 1 сцепле- ния силы управляющего воздействия нажимной диск 8 под действием упругих сил нажимных пружин 4 начинает быстро с ускорением перемещаться, выбирая зазоры между поверхностями трения дисков 8 и 10.

Вместе с диском 8 начинает перемещение связанная с ним кинематически через элементы муфты сцепления и приводы 7, 6. 5, 2,1 гильза 21. Причем к усилию нажимных пружин 4, воздействующих на элементы привода и механизма для корректирования фрикционного момента 9. добавляется усилие оттяжной пружины 3. Воздействие от движущейся гильзы 21 передается через компенсационную винтовую коническую пружину 12, шляпку 24 и шток 16 поршню 14, который также начинает движение (на фиг.2 влево). Под действием поршня жидкость из поршневой полости 17 начинает вытесняться через дроссельные отверстия 20 упругой пластины 19 и сквозные отверстия 15 поршня в штоковую полость 18 Вследствие дросселирования жидкости, протекающей чреез дроссельные отверстия 20 малого диаметра, между поршневой 17 и штоковой 18 полостями возникает перепад давления, создающий силу сопротивления перемещению поршня 14 тем большую, чем выше скорость поршня.

Компенсационная винтовая коническая пружина 12, находясь с одной стороны под воздействием, передаваемым ей через элементы привода от упругих сил пружин 4, 3. а с другой стороны встретив сопротивление перемещению поршня 14, начинает сжиматься, оказывая первоначально вследствие своей нелинейной прогрессивной характеристики небольшое сопротивление перемещению нажимного диска 8 и не препятствуя тем самым быстрому выбору зазоров между поверхностями трения дисков 8, 10 муфты. Но по мере сжатия пружины 12 жесткость ее увеличивается и сопротивление, передаваемое ею от движущегося с ускорением поршня 14 нажимному диску 8, нарастает со все большей интенсивностью, уравновешивая к концу выбора зазоров усилие нажимных пружин 4 и оттяжной пружины 3.

С окончанием выбора зазоров между дисками 8 и 10 осевое перемещение нажимного диска 8 практически прекращается, а вместе с ним прекращается и дальнейшее сжатие компенсационной пружины 12. С этого момента начинается период формирования нажимного усилия на фрикционные диски 10, а следовательно, и период формирования момента трения муфты сцепления.

После практически прекращения перемещения нажимного диска 8 поршень 14, набрав вместе со стержнем 25 максимальную скорость к этому моменту, продолжает перемещаться под действием сжатой компенсационной пружины 12, уменьшая величину ее сжатия, а следовательно, и силу

противодействия механизма для корректирования фрикционного момента 9 нажимным пружинам 4 и оттяжной пружине 3. В результате нелинейной прогрессивной характеристики компенсационной винтовой конической пружины 12 наибольшая интенсивность уменьшения силы противодействия механизма для корректирования фрикционного момента 9 пружинам 4 и 3 имеет место в начальный период формирования момента трения, поэтому.в такой период нарастание силы сжатия фрикционных дисков 10 нажимными пружинами 4, а следовательно, и момента трения муфты имеет небольшую интенсивность, По мере уменьшения сжатия компенсационной пружины 12 вследствие продолжающегося перемещения в убывающей скоростью поршня 14 снижение силы противодействия механизма для корректирования фрикционного момента 9 пружинами 4 и 3 протекает с замедлением темпа, что приводит к снижению интенсивности нарастания момента трения. Таким образом, формирование момента трения муфты сцепления в заключительной стадии ее включения происходит по регрессивной характеристике, т.е. с уменьшающейся во времени интенсивностью роста указанного момента.

Причем даже при полной неподвижности нажимного диска 8, наступающей после выбора зазором между дисками 8, 10 в (Случае теоретически абсолютной осевой жесткости фрикционных дисков 10, предлагаемый привод формирует момент трения муфты по заданной регрессивной характеристике, так как формирование нажимного усилия обусловливается движением поршня 14 под действием сжатой в процессе выбора зазоров компенсационной винтовой конической пружины 12.

Нарастание момента трения по регрессивной характеристике снижает работу трения, а следовательно, и износ фрикционных дисков 10, а также снижает динамические нагрузки.

Если к моменту выбора конструктивно заданных зазоров между дисками 8 и 10 суммарный действительный зазор из-за износа фрикционных дисков 10 окажется больше, нажимной диск 8 продолжит движение в сторону выбора зазоров с практически постоянной скоростью, которой он достиг к моменту выбора конструктивно заданной величины зазоров. Вместе с ним продолжат свое движение все подвижные элементы привода, а также компенсационная пружина 12, поршень 14 и связанные с ними подвижные элементы корректирующего механизма 9. При этом, по-прежнему

испытывая сопротивление движущегося поршня 14, компенсационная пружина 12, перемещаясь, находится в практически неизменном сжатом состоянии до тех пор, пока нажимной диск 8 не остановится в результате полного выбора суммарного действительного звзора между дисками 8 и 10, после чего начинается формирование момента трения по регрессивной характеристике.

Таким образом, независимо от износа фрикционных дисков 10 в муфте сцепления механизм для корректирования фрукционн- гого момента 9 в предложенном приводе

стабильно обеспечивает при включении муфты формирование момента трения по практически неизменной регрессивной характеристике, способствуя замедлению процесса износа упомянутых дисков, повышая тем самым надежность конструкции привода.

По окончании формированя нажимного усилия на фрикционные диски 10 отвода 6 и все элементы привода и корректирующего

механизма 9, кроме цилиндра 13, продолжают перемещаться под действием упругой силы оттяжной пружины 3 до образования зазора между отводкой 6 и выжимными рычажками 7.

При выключении муфты водитель воздействует на педаль 1. Движение последней передается гильзе 21, которая буртиком 23 воздействует на шляпку 24 и далее на шток 1би поршень 14, смещая последний висходное положение (на фиг.2 вправо). Поршень в процессе смещения вытесняет жидкость из штоковой полости 18 в поршневую 17. От небольшого напора жидкости края упругой пластины 19 легко отходят от поршня, открывая сквозные отверстия 15. через которые жидкость свободно перетекает, оказывая малое сопротивление перемещению поршня 14 и выключению муфты.

Предлагаемый привод управления муфтой сцепления обеспечивает положительный эффект, заключающийся в следующем. Вследствие более высокой надежности конструкции предлагаемого привода снижается трудоемкость обслуживания его при

эксплуатации, так как отпадает необходимость в регулировках, направленных на восстановление заданной регрессивной характеристики нарастания фрикционного момента, поскольку в предлагаемом приводе эта характеристика с износом фрикционных дисков муфты сцепления практически не меняется.

Неизменность регрессивной характеристики нарастания момента трения при износе фрикционных дисков, обеспечиваемая предлагаемым приводом, замедляет процесс износа этих дисков, увеличивая срок их службы,

Снижается трудоемкость изготовлений привода, так как в предложенном приводе получение регрессивной характеристики нарастания нажимного усилия на фрикционные диски 10 муфты во время ее включения достигается иначе, а именно путем постепенного расхода на дросселирование жидкости в демпфере потенциальной энергии, накопленной в компенсационной пружине 12 за период выбора зазоров между дисками 8 и 10, имеющей заданную про- грессивную характеристику. Это исключает необходимость применять в предложенном приводе детали с высокой точностью обработки типа стержней с конусами, а также необходимость в точной регулировке поло- жения поршня с отверстиями по отношению к стержням с конусами. Требование к точности указанных регулировок особенно возрастает в случае высокой осевой жесткости фрикционных дисков и их накладок.

Формула изобретения

Привод управления муфтой сцепления транспортного средства, преимущественно тяговых машин, содержащий педаль сцепления, через подпружиненную тягу связанную с рычагом выключения муфты, и механизм для корректирования фрикционного момента, включающий гидравлический демпфер, выполненный в виде шарнирно связанного одним концом с транспортным средством силового цилиндра, поршень которого выполнен с дросселирующими отверстиями, а шток шарнирно соединен с педалью сцепления, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, шток механизма для корректирования фрикционного момента связан с педалью сцепления через компенсационную винтовую коническую пружину, а на торце поршня со стороны поршневой полости силового цилиндра установлена упругая пластина, снабженная отверстиями, соосными с отверстиями в поршне и имеющими меньший диаметр, чем отверстия в поршне.

Использование: относится к машиностроению и касается приводов управления муфтой сцепления транспортных средств с высокой осевой жесткостью фрикционных дисков. Сущность изобретения- если при работе привода к моменту выбора конструктивно заданных зазоров между дисками (8, 10) суммарный действительный зазор из-за износа фрикционных дисков (10) оказывается больше, нажимной диск (8) продолжает движение в сторону выбора зазоров с практически постоянной скоростью. Вместе с диском продолжат свое движение все подвижные элементы привода. Испытывая со- противление движущегося поршня, компенсационная пружина, перемещаясь, находится в сжатом состоянии до тех пор, пока нажимной диск (8) не останавливается в результате полного выбора суммарного действительного зазора между дисками (8, 10). Затем начинается формирование момента трения по регрессивной характеристике. Независимо от износа фрикционных дисков (10) в муфте сцепления механизм для корректирования фрикционного момента обеспечивает при включении муфты формирование момента трения по неизменной регрессивной характеристике. 3 ил. со С

Фиг. I

го

Ч г

19 15 1В Ј3 X 22

25

Фаг. 2.

Виг. 3

Д-Д