一种离合器执行机构及变速系统的制作方法

1.本实用新型涉及汽车技术领域，尤其涉及一种离合器执行机构及变速系统。


背景技术：

2.汽车的自动变速系统包括离合器、变速箱、换挡执行机构及离合器执行机构，换挡执行机构用于变速箱的自动选换挡，离合器执行机构用于离合器的自动合离。目前，国内部分高端商用车的变速箱采用电控机械式自动变速箱，该变速箱由变速箱电控单元(tcu)进行控制。
3.现有离合器执行机构包括气缸、活塞、磁铁及位置传感器，气缸固定在阀座上，在气缸内活动设置有活塞，在活塞上设置有磁铁，位置传感器用于检测磁铁的位置，以实现对活塞的位置检测。
4.如果活塞出现旋转，会影响位置传感器对磁铁的检测准确性。为了防止活塞旋转，将活塞通过导向杆和阀座相连接，以确保活塞只能沿其轴向移动，无法进行转动。在导向杆与阀座的接触位置设置有密封圈，由于难以保证导向杆的对中性，导向杆容易出现晃动，使导向杆与阀座之间的密封圈容易磨损，导致高压气体泄露至阀座内，从而离合器分离时间变长，会直接影响车辆起步和换挡过程中的离合器分离和接合性能，严重影响车辆驾驶的安全性和舒适性。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种离合器执行机构及变速系统，防止活塞转动，可靠性好。
6.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
7.一种离合器执行机构，包括气缸、活塞、磁铁及位置传感器，在所述气缸上设置有进气口、排气口，在所述气缸内密封滑动设置有所述活塞，在所述活塞上设置有所述磁铁，所述位置传感器用于检测所述磁铁的位置，还包括连杆组件，所述连杆组件包括：
8.活塞杆，其分别穿设于所述气缸和所述活塞并与所述气缸滑动配合；
9.推杆，其穿设于所述活塞杆；
10.第一限位件，其沿所述活塞的径向方向分别穿设于所述活塞杆和所述推杆的一端并抵接于所述活塞；
11.分离杠杆，其一端连接于所述推杆，另一端用于控制离合器的分离和接合；
12.第二限位件，其沿所述推杆的径向方向穿设于所述推杆的另一端并抵接于所述分离杠杆，所述推杆的一端能够相对于所述第一限位件转动，另一端能够相对于所述第二限位件转动。
13.作为优选，所述连杆组件还包括第一衬套，所述第一衬套设置于所述活塞杆内并部分包裹于所述推杆的一端的外部。
14.作为优选，所述连杆组件还包括第二衬套，所述第二衬套设置于所述分离杠杆内
并部分包裹于所述推杆的另一端的外部。
15.作为优选，所述连杆组件还包括保护罩，所述保护罩套设于所述活塞杆和所述推杆的外部，所述保护罩的两端分别连接于所述气缸和所述分离杠杆。
16.作为优选，还包括挡圈，所述挡圈套设于所述活塞杆上并抵接于所述活塞。
17.作为优选，还包括弹性件，所述弹性件设置于所述气缸内，所述弹性件的两端分别抵接于所述活塞和所述气缸的内壁。
18.作为优选，还包括第一密封圈，所述第一密封圈套设于所述活塞上并位于所述活塞和所述气缸之间。
19.作为优选，还包括第二密封圈，所述第二密封圈套设于所述活塞杆上并位于所述活塞和所述活塞杆之间。
20.作为优选，还包括第三密封圈，所述第三密封圈套设于所述活塞杆上并位于所述气缸和所述活塞杆之间。
21.为达上述目的，本实用新型还提供了一种变速系统，包括离合器和上述的离合器执行机构，所述离合器执行机构用于控制所述离合器的接合和分离。
22.本实用新型的有益效果：
23.本实用新型提供了一种离合器执行机构，通过设置第一限位件沿活塞的径向方向分别穿设于活塞杆和推杆，第一限位件相当于推杆一端的转轴，推杆能够相对于第一限位件进行转动，第一限位件抵接于活塞，第一限位件实现对活塞的周向限位，避免活塞沿活塞杆的轴向方向转动。通过设置第二限位件沿推杆的径向方向穿设于推杆，第二限位件相当于推杆另一端的转轴，推杆能够相对于第二限位件进行转动，第二限位件抵接于分离杠杆，避免推杆沿活塞杆的轴向方向转动。
24.在第一限位件和第二限位件的配合作用下，避免分离杠杆和推杆的连接位置、活塞杆和活塞的连接位置出现转动，活塞仅可以沿气缸的轴向移动而不会转动，无需单独增加密封结构，结构简单，可靠性好，便于维修。同时，各个零件采用合理化布局，离合器执行机构的轴向长度较短，便于布置，且防止安装在活塞上的磁铁旋转，保证位置传感器的检测准确性。
25.本实用新型提供的变速系统，通过离合器执行机构实现离合器的接合和分离，以保证汽车起步和换挡过程中的平稳性，从而提高车辆驾驶的安全性和舒适性。
附图说明
26.图1是本实用新型离合器执行机构一个视角的剖视图；
27.图2是本实用新型离合器执行机构另一个视角的剖视图；
28.图3是本实用新型离合器执行机构再一个视角的剖视图；
29.图4是本实用新型离合器执行机构一个视角的结构示意图；
30.图5是本实用新型离合器执行机构另一个视角的结构示意图。
31.图中：
32.1、支撑座；2、活塞；3、气缸；4、连杆组件；5、阀块；6、磁铁；7、位置传感器；8、弹性件；9、气门芯；10、挡圈；11、第一密封圈；12、第二密封圈；13、第三密封圈；14、第一导向带；15、第二导向带；16、堵塞；
33.31、进气口；32、排气口；33、放气口；34、放气通道；35、第一腔体；36、第二腔体；
34.41、活塞杆；42、推杆；43、第一限位件；44、分离杠杆；45、第二限位件；46、第一衬套；47、第二衬套；48、保护罩；
35.51、本体；52、进气阀；53、排气阀；54、放气阀。
具体实施方式
36.为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将接合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
37.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
38.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
39.下面接合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
40.本实施例提供了一种变速系统，适用于汽车技术领域，特别适用于商务车技术领域。该变速系统包括离合器、离合器执行机构，离合器为干摩擦片式离合器，在离合器内设置有动摩擦片和静摩擦片，离合器执行机构能够选择性抵接于离合器的动摩擦片，使动摩擦片和静摩擦片能够相互抵接和分离，从而实现离合器的接合和分离。可以理解的是，在动摩擦片和静摩擦片相互抵接时，离合器处于接合状态；在动摩擦片和静摩擦片相互脱离时，离合器处于分离状态。
41.本实施例提供的变速系统，通过离合器执行机构能够选择性抵接于离合器，实现离合器的接合和分离，以保证汽车起步和换挡过程中的平稳性，从而提高车辆驾驶的安全性和舒适性。
42.本实施例还提供了一种离合器执行机构，如图1所示，该离合器执行机构包括气缸3、活塞2及连杆组件4，气缸3包括缸体和缸盖，气缸3的一端开口设置，缸盖盖设于开口，缸体和缸盖之间通过密封圈进行密封。在气缸3的缸盖上设置有进气口31、排气口32，进气口31用于通入空气，排气口32用于排出空气。在气缸3的缸体内滑动设置有活塞2，活塞2将气缸3的空腔分割形成第一腔体35和第二腔体36，第一腔体35分别连通于进气口31和排气口32。连杆组件4起到中间连接的作用，连杆组件4的一端穿设于活塞2，另一端用于控制离合器的分离和接合。
43.当离合器需要分离时，进气口31打开，排气口32关闭，空气通过进气口31进入第一腔体35，第一腔体35内气压增加，推动活塞2并带动连杆组件4向远离进气口31的方向移动，使连杆组件4完成离合器的分离过程。
44.当离合器需要接合时，进气口31关闭，排气口32打开，第一腔体35通过排气口32连通于大气，第一腔体35内的气压减小，起到了对第一腔体35内的泄压作用，与此同时，在离合器的反作用力下，连杆组件4推动活塞2向靠近排气口32的方向移动，使第一腔体35内的空气通过排气口32排放至大气中。
45.在离合器分离过程中，随着活塞2向远离进气口31的方向移动，实质上是活塞2对第二腔体36内空气的压缩，被压缩的空气会产生对活塞2的反向推动力，且在第二腔体36内的空气被压缩至最小极限体积时，可能会出现活塞2难以移动的情况。相应地，在离合器接合过程中，随着离合器向靠近排气口32的方向移动，会导致第二腔体36形成真空而阻止活塞2移动的情况。
46.为了解决这个问题，如图1所示，在气缸3上设置有放气口33，在气缸3的侧壁内开设有放气通道34，第二腔体36通过放气通道34连通于放气口33。在离合器分离过程中，第一腔体35内气压升高，第二腔体36内的气体经放气通道34进入放气口33，并通过放气口33排放至大气中，实现第二腔体36内气体的泄压作用，避免因第二腔体36内气体压缩而影响活塞2移动，导致活塞2出现卡滞情况。在离合器接合过程中，第一腔体35内的高压气体通过排气口32排放至大气中，少部分气体通过放气通道34进入到第二腔体36内，起到了对第二腔体36内气体补充的作用，避免第二腔体36形成真空而阻止活塞2移动。
47.本实施例提供的离合器执行机构，通过在气缸3的缸体的侧壁内开设有放气通道34，第二腔体36通过放气通道34连通于放气口33，放气通道34起到了连通作用，进气和排气更加顺畅，提高了进气和排气的效率，从而提高离合器的分离和接合的平顺性和可靠性。
48.为了便于放气通道34的加工，可选地，在缸体靠近第二腔体36的一侧开设有通孔，该通孔为用于钻孔工艺的工艺孔，钻孔机构伸入该通孔内并沿缸体的轴向和径向方向加工形成放气通道34。在加工完成之后，利用堵塞16将通孔进行封堵，避免出现气体泄露的情况。采用这种方式，结构简单，简化加工工艺，有效降低了生产成本。
49.进一步地，如图1所示，该离合器执行机构还包括阀块5，阀块5设置于气缸3的缸盖上并分别连通于进气口31、排气口32及放气口33，阀块5起到了集成的作用，阀块5为单独的模块，便于整体安装和维护。
50.具体地，阀块5包括本体51、进气阀52、排气阀53及放气阀54，本体51设置于气缸3的缸盖上，在本体51上分别设置有进气阀52、排气阀53及放气阀54，本体51起到了整体支撑的作用，使得阀块5起到了集成进气阀52、排气阀53及放气阀54三种功能阀的作用。进气阀52连通于进气口31，用于进气口31的启闭，从而保证进气的效果。排气阀53连通于排气口32，用于排气口32的启闭，从而保证排气的效果。放气阀54连通于放气口33，放气口33用于放气口33的启闭，从而保证放气的效果。同时，从排气阀53中排出的气体进入阀块5后，同样可以通过放气阀54排出至大气。通过合理布置气路，将排气的气路与放气的气路有效接合起来，使该离合器执行机构的进气和排气更加顺畅。
51.优选地，进气阀52的数量为多个，多个进气阀52的进气速度不同，多个进气阀52中至少一个能够连通于进气口31。本实施例优选进气阀52的数量为两个，其中一个是进气快
阀，另一个是进气慢阀，进气快阀的进气速度较快，进气慢阀的进气速度较慢。两个进气阀52其中一个开启或者两个同时开启，以实现三种进气模式，从而能够为第一腔体35通入三种进气量，提高了第一腔体35的进气范围。
52.优选地，排气阀53的数量为多个，多个排气阀53的排气速度不同，多个排气阀53中至少一个能够连通于排气口32。本实施例优选排气阀53的数量为两个，其中一个是排气快阀，另一个是排气慢阀，排气快阀的排气速度较快，排气慢阀的排气速度较慢。两个排气阀53其中一个开启或者两个同时开启，以实现三种排气模式，从而能够为第一腔体35通入三种排气量，提高了第一腔体35的排气范围。
53.进一步地，如图2所示，在气缸3的缸盖上设置有气门芯9，气门芯9连通于第一腔体35并能够向其充入气体。在初始时，通过气门芯9直接充气，使活塞2向远离进气口31的方向移动，从而使离合器分离，发动机即可正常启动。
54.进一步地，如图2所示，该离合器执行机构还包括弹性件8，弹性件8为弹簧，弹性件8设置于气缸3内，弹性件8的两端分别抵接于活塞2和气缸3的内壁，弹性件8起到了缓冲和复位的作用。当离合器完全接合时，活塞2抵压于弹性件8，弹性件8处于压缩状态，弹性件8具有一定的压紧力，活塞2通过连杆组件4对离合器起到一定的预紧作用。当离合器分离时，被压缩的弹性件8在自身恢复作用力，便于活塞2的复位。
55.由于活塞2位置移动的准确性影响离合器接合和分离的精准性，为了能够对活塞2位置进行控制，如图3所示，该离合器执行机构还包括磁铁6和位置传感器7，磁铁6设置于活塞2上，位置传感器7设置于气缸3上并电连接于变速箱电控单元，位置传感器7用于检测磁铁6的位置。磁铁6安装在活塞2上，在活塞2的移动的过程中，位置传感器7可实时监测活塞2的位移并将该位置信号发送至变速箱电控单元中，便于变速箱电控单元对进气和排气进行精确控制。
56.由于活塞2具有一定的行程范围，为了保证位置传感器7能够在活塞2的任意位置都能实现对磁铁6的检测，位置传感器7沿气缸3轴向方向的长度较长，以实现对磁铁6的位置的覆盖。可选地，位置传感器7的一端通过第一螺栓连接于气缸3的缸体，另一端通过第二螺栓连接于气缸3的缸盖，采用螺栓连接的方式，安装和拆卸方便，便于维护。
57.如图2
‑
图3所示，上述连杆组件4包括活塞杆41、推杆42及分离杠杆44，活塞杆41穿设于活塞2，活塞杆41用于将活塞2沿气缸3移动的驱动力进行输出，在气缸3的缸体上开设有导向孔，活塞杆41分别穿设于气缸3的导向孔并与气缸3滑动配合，导向孔为活塞杆41提供了移动空间并对活塞杆41起到了导向作用。活塞杆41为中空结构，推杆42穿设于活塞杆41的空腔。推杆42的一端连接于活塞杆41，另一端连接于分离杠杆44，分离杠杆44的一端连接于推杆42，另一端用于控制离合器的分离和接合。分离杠杆44穿过支撑座1，支撑座1的空腔内容纳活塞杆41、推杆42。
58.可以理解的是，活塞2通过活塞杆41带动推杆42沿气缸3的轴向移动，随着推杆42的移动，带动分离杠杆44向靠近或远离离合器的方向移动，从而实现离合器的分离和接合。
59.在此过程中，在离合器的反作用力下，分离杠杆44和推杆42的连接位置、活塞杆41和活塞2的连接位置可能会出现转动，如果活塞2沿气缸3的轴向滑动过程中出现旋转，磁铁6也会随活塞2的转动出现偏转，影响位置传感器7对磁铁6的检测准确性。如果活塞2在移动过程中出现旋转，会影响位置传感器7对磁铁6的检测准确性。为了防止活塞2旋转，现有将
活塞2通过导向杆和阀座相连接，以确保活塞2只能沿其轴向移动，无法进行转动。在导向杆与阀座的接触位置设置有密封圈，由于难以保证导向杆的对中性，导向杆容易出现晃动，使导向杆与阀座之间的密封圈容易磨损，导致高压气体泄露至阀座内，从而离合器分离时间变长，会直接影响车辆起步和换挡过程中的离合器分离和接合性能。
60.为了解决这个问题，该连杆组件4还包括第一限位件43和第二限位件45，第一限位件43和第二限位件45均具体为圆柱销结构，第一限位件43的长度大于第二限位件45的长度，则第一限位件43也可以称为长圆柱销，第二限位件45也可以称为短圆柱销。第一限位件43沿活塞2的径向方向分别穿设于活塞杆41和推杆42的一端并抵接于活塞2，第二限位件45沿推杆42的径向方向穿设于推杆42的另一端并抵接于分离杠杆44，推杆42的一端能够相对于第一限位件43转动，另一端能够相对于第二限位件45转动。
61.本实施例提供的离合器执行机构，通过设置第一限位件43沿活塞2的径向方向分别穿设于活塞杆41和推杆42，第一限位件43相当于推杆42一端的转轴，推杆42能够相对于第一限位件43进行转动，第一限位件43抵接于活塞2，第一限位件43实现对活塞2的周向限位，避免活塞2沿活塞杆41的轴向方向转动。通过设置第二限位件45沿推杆42的径向方向穿设于推杆42，第二限位件45相当于推杆42另一端的转轴，推杆42能够相对于第二限位件45进行转动，第二限位件45抵接于分离杠杆44，避免推杆42沿活塞杆41的轴向方向转动。
62.在第一限位件43和第二限位件45的配合作用下，避免分离杠杆44和推杆42的连接位置、活塞杆41和活塞2的连接位置出现转动，活塞2仅可以沿气缸3的轴向移动而不会转动，无需单独增加密封结构，结构简单，可靠性好，便于维修。同时，各个零件采用合理化布局，该离合器执行机构的轴向长度较短，便于布置，且防止安装在活塞2上的磁铁6旋转，保证位置传感器7的检测准确性。
63.由于推杆42的两端分别可以相对于第一限位件43和第二限位件45转动，换而言之，推杆42可以进行左右摆动。为了保证推杆42摆动的顺畅性，如图3和图4所示，该连杆组件4还包括第一衬套46，第一衬套46优选采用自润滑材料制成，第一衬套46设置于活塞杆41内并部分包裹于推杆42的一端的外部。第一衬套46位于活塞杆41的空腔和推杆42之间，避免推杆42的一端出现磨损，起到了对推杆42一端的保护作用。优选地，推杆42的一端为弧形结构，在第一衬套46内设置有第一弧形槽，推杆42的一端设置于第一弧形槽内并与其滚动配合，以保证推杆42在相对于第一限位件43转动过程中的顺畅性。
64.进一步地，如图3和图5所示，该连杆组件4还包括第二衬套47，第二衬套47优选采用自润滑材料制成，第二衬套47设置于分离杠杆44内并部分包裹于推杆42的另一端的外部。第二衬套47位于分离杠杆44的空腔和推杆42之间，避免推杆42的另一端出现磨损，起到了对推杆42另一端的保护作用。优选地，推杆42的另一端为弧形结构，在第二衬套47内设置有第二弧形槽，推杆42的另一端设置于第二弧形槽内并与其滚动配合，以保证推杆42在相对于第二限位件45转动过程中的顺畅性。
65.由于活塞杆41和推杆42在活塞2的推动作用下会相对于气缸3滑动，为了能够对作为活动部件的活塞杆41和推杆42进行有效保护，如图2
‑
图3所示，该连杆组件4还包括保护罩48，保护罩48的两端分别连接于气缸3和分离杠杆44，固定效果好，保护罩48套设于活塞杆41和推杆42的外部，实现对活塞杆41和推杆42的保护。保护罩48优选采用橡胶材料制成，使得保护罩48具有一定的弹性，能够随着活塞杆41的移动调节自身长度。
66.进一步地，如图2
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图3所示，该离合器执行机构还包括挡圈10，挡圈10套设于活塞杆41上并抵接于活塞2的端部，挡圈10具体为弹性挡圈10，用于活塞杆41和活塞2之间的轴向限位，定位效果好。
67.可以理解的是，活塞2和气缸3的密封性直接影响活塞2移动的准确性，为了解决这个问题，如图2
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图3所示，该离合器执行机构还包括第一密封圈11，第一密封圈11套设于活塞2上并位于活塞2和气缸3之间。第一密封圈11可以为o形圈、u形圈，第一密封圈11起到了密封的作用，避免第一腔体35和第二腔体36之间出现泄漏的情况。
68.由于在相对滑动的位置需要良好的密封性，为此，该离合器执行机构还包括第二密封圈12，第二密封圈12套设于活塞杆41上并位于活塞2和活塞杆41之间，第二密封圈12可以为o形圈、u形圈，第二密封圈12起到了密封的作用，避免活塞2和活塞杆41之间出现泄漏的情况。
69.进一步地，该离合器执行机构还包括第三密封圈13，第三密封圈13套设于活塞杆41上并位于气缸3和活塞杆41之间。第三密封圈13可以为o形圈、u形圈，第三密封圈13起到了密封的作用，避免气缸3和活塞杆41之间出现泄漏的情况。
70.由于气缸3内滑动设置有活塞2，为了保证活塞2在气缸3内的滑动效果，该离合器执行机构还包括第一导向带14，第一导向带14套设于活塞2上并位于活塞2和气缸3之间，第一导向带14起到了导向作用，以保证活塞2滑动的顺畅性。为了保证活塞杆41相对于气缸3的滑动效果，该离合器执行机构还包括第二导向带15，第二导向带15套设于活塞杆41上并位于活塞杆41和气缸3之间，第二导向带15起到了导向作用，以保证活塞杆41滑动的顺畅性。
71.于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
72.在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指接合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
73.此外，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。