CN105402273B - 一种电机驱动液压离合器及汽车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电机驱动液压离合器及汽车，其中电机定子线圈(2)通电控制电机转子(3)转动；电机转子(3)中空的部分与梯形丝杆螺母(28)固定在一起，其转动带动其内的梯形丝杆螺母(28)；梯形丝杆螺杆(5)与梯形丝杆螺母(28)配合且随梯形丝杆螺母(28)转动作直线运动，并将油缸Ⅰ内的液压油推到油缸Ⅱ并推动活塞(19)的运动；油缸Ⅱ中的活塞(19)运动带动离合器推杆(16)的运动；活塞(19)上装有位移传感器磁环(22)，位移传感器(36)与位移传感器磁环(22)配合检测离合器推杆(16)的位移。本发明能够实现自动离合，而且不用额外提供液压源，使得整个执行机构结构紧凑，安装方便、可靠性较高。

Description

一种电机驱动液压离合器及汽车

技术领域

本发明属于汽车领域，具体涉及一种电机驱动液压离合器及汽车。

背景技术

液压离合器因传递力矩能力大而体积小，无冲击，启动和换向平稳，被广泛应用于汽车领域中。

汽车离合器安装于发动机和变速箱之间的飞轮壳体内，并固定于飞轮的后平面上；离合器的输出轴与变速箱的输入轴相接。这种液压离合器主要由离合器推杆，主泵，分泵和离合器踏板组成。在汽车行驶过程中，操作者可根据需要踩下或松开离合器踏板，通过主泵和分泵中的液压油作为传动介质来传递脚踩离合器踏板的力给离合器推杆，通过离合器推杆的作用使发动机与变速箱暂时分离或者结合，以切断或传动发动机传给变速箱的动力，从而实现汽车的安全驾驶。

上述液压离合器是通过操作者踩踏离合器踏板来实现汽车的动力传递的，需要油门和离合器紧密配合才可顺利完成每次换挡，这容易使操作者疲劳，影响驾驶安全性。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺点，提供一种电机驱动液压离合器，其能够实现汽车驾驶的自动智能控制，且性能稳定、安全性高，能够提高操作者驾车的舒适度。

本发明通过如下技术方案实现：

本发明提供一种电机驱动液压离合器，其特征在于，所述电机驱动液压离合器包括：

电机定子线圈、电机转子、梯形丝杆螺杆、离合器推杆、活塞、位移传感器磁环、梯形丝杆螺母、位移传感器；

所述电机定子线圈通电控制电机转子转动；所述电机转子中间部分为空心，该空心的一部分与梯形丝杆螺母固定在一起，所述电机转子的转动带动安装在其内部的梯形丝杆螺母；

所述梯形丝杆螺杆与所述梯形丝杆螺母配合安装且所述梯形丝杆螺杆随梯形丝杆螺母的转动而作直线运动；

梯形丝杆螺杆的直线运动将油缸Ⅰ内的液压油推到油缸Ⅱ并推动活塞的运动；

油缸Ⅱ中的活塞的运动带动离合器推杆的运动；

活塞上装有位移传感器磁环，所述位移传感器与位移传感器磁环配合检测离合器推杆的位移；

所述位移传感器通过线路与后台的控制器相连。

更进一步地，所述电机驱动液压离合器还包括：

旋变定子和旋变转子；

所述旋变定子固定在电机后端盖上；所述旋变转子固定在梯形丝杆螺母上，随梯形丝杆螺母转动而转动。

更进一步地，所述电机驱动液压离合器还包括：

防转挡块和防转方杆；

防转挡块和梯形丝杆螺杆固定，防转挡块上设置有方形开口槽；

防转方杆的中间部分为方形结构，且方形结构的一端设置有圆形凸台，另一端设置有方形凸台；防转方杆的中间方形结构与上述防转挡块上设置的方形开口槽配合安装在一起；圆形凸台和梯形丝杆螺杆的中心圆孔配合；方形凸台和油缸端盖的方形孔相配合。

更进一步地，所述电机驱动液压离合器还包括：

油壶；

所述油壶中装有液压油，并且安装在油缸端盖上，通过密封圈与油缸端盖上的油孔密封；

油缸端盖上开有油壶进油口；

挡片通过第一卡簧固定在油缸端盖上，压住弹簧给防转方杆一个预压力，皮碗设置在防转方杆的方形凸台侧并顶住油缸端盖的油壶进油口。

更进一步地，所述电机驱动液压离合器还包括：

耐磨环；所述耐磨环设置在活塞的外径上且外圈与油缸的内腔接触。

更进一步地，所述梯形丝杆螺母两端由轴承支撑，其中一个轴承装在后端盖的轴承座中，另一个轴承装在油缸的轴承座中。

更进一步地，所述电机转子内孔加工多个键槽，所述梯形丝杆螺母的外圆加工有与电机转子的多个键槽互相配合的键。

更进一步地，所述电机驱动液压离合器还包括：

接插件；所述接插件安装在电机后端盖上，并且电机定子线圈和旋变定子的导线都集中设置在该接插件中。

更进一步地，所述电机驱动液压离合器还包括：

堵头；所述堵头安装在油缸的螺纹孔中，用于待油缸中排完空气后密封油缸上的螺纹孔。

更进一步地，本发明还提供一种根据电机驱动液压离合器的汽车，所述汽车包括电机驱动液压离合器，所述电机驱动液压离合器设置在发动机与变速箱之间，切断或传动发动机传给变速箱的动力。

由上述本发明的技术方案可以看出，本发明具有如下技术效果：

1.本发明能够通过传感器和控制电路自动控制离合过程，由电机来代替人脚踩离合器的过程，由传感器和控制电路来代替人的决策过程，实现自动离合。

2、本发明所使用的电机为无刷电机，能够精确控制电机的转动，从而精确控制离合器推杆的运动，整个运动过程都能够实时控制。

3.无刷电机提供液压，不用额外提供液压源，使得整个执行机构结构紧凑，安装方便。

4.整个液压离合器执行机构零件较少，从而可靠性较高。

5.可以很方便的将现有车辆中的手动离合器改装为自动离合器。

附图说明

当结合附图考虑时，参考下面的描述能够很好的理解本发明的结构、原理、工作特点和优点，但此处说明的附图用来对本发明的进一步解释，所附示意图只是为了更好的对本发明进行说明，并不对本发明构成不当限定，其中：

图1为本发明实例液压离合器执行机构结构示意图；

图2为本发明实例选液压离合器执行机构俯视结构示意图；

图3a、3b为本发明中一种电机转子的主视图、左视图；

图3c为本发明中一种梯形丝杆螺母的主视图；

图4a、4b为本发明中另一种电机转子的主视图、左视图；

图4c为本发明中另一种梯形丝杆螺母的主视图；

图5a和图5b分别为本发明实例选液压离合器执行机构防转方杆和防转挡块的装配在一起时的主视图和左视图。

附图中：

电机外壳1，电机定子线圈2，电机转子3，第一深沟球轴承4，梯形丝杆螺杆5，第一液压密封圈6，防转挡块7，防转方杆8，油壶9，第一O型密封圈10，第一卡簧11，挡片12，弹簧13，第二O型密封圈14，皮碗15，离合器推杆16，油缸端盖17，油缸18，离合器推动活塞19，第二液压密封圈20，耐磨环21，位移传感器磁环22，磁环固定座23，堵头24，电机后端盖25，第二卡簧26，第二深沟球轴承27，梯形丝杆螺母28，后端盖29，固定片30，旋变转子31，旋变定子32，定子压片33，螺钉34，接插件35，位移传感器36。

具体实施方式

为使本发明专利的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明专利作进一步地详细描述。

实施例一：

本发明提供一种电机驱动液压离合器，其结构示意图如图1和图2所示，包括：

电机外壳1，电机定子线圈2，电机转子3，第一深沟球轴承4，梯形丝杆螺杆5，第一液压密封圈6，防转挡块7，防转方杆8，油壶9，第一O型密封圈10，第一卡簧11，挡片12，弹簧13，第二O型密封圈14，皮碗15，离合器推杆16，油缸端盖17，油缸18，活塞19，第二液压密封圈20，耐磨环21，位移传感器磁环22，磁环固定座23，堵头24，电机后端盖25，第二卡簧26，第二深沟球轴承27，梯形丝杆螺母28，后端盖29，固定片30，旋变转子31，旋变定子32，定子压片33，螺钉34，接插件35和位移传感器36。

各个零部件之间的连接关系：

上述电机定子线圈2安装在电机外壳1，通过给电机定子线圈2通电控制电机转子3转动；

电机转子3的转动带动梯形丝杆螺母28转动。电机转子3中间部分为空心，该空心的一部分与梯形丝杆螺母28固定在一起，并且电机转子3两端分别通过第二卡簧26轴向固定。梯形丝杆螺母28两端由第一深沟球轴承4和第二深沟球轴承27支撑，第二深沟球轴承27装在电机后端盖25的轴承座中，第一深沟球轴承4装在油缸18的轴承座中。

该电机转子3的结构如图3a和图3b；梯形丝杆螺母28的结构如图3c所示。其中的电机转子3内孔加工出六个键槽，梯形丝杆螺母28的外圆加工六个键与电机转子的3的六个键槽互相配合，从而保证梯形丝杆螺母28随电机转子3的转动而转动。

本实施例中电机转子3与梯形丝杆螺母28之间的装配结构并不局限于此，二者之间还可以通过其它方式实现电机转子3与梯形丝杆螺母28之间的固定，如图4a和图4b给出了另一种电机转子3的结构；图4c给出了另一种梯形丝杆螺母28的结构，可以看出在电机转子3内孔加工出两个键槽，梯形丝杆螺母28的外圆加工两个键，图样可以实现与电机转子3与梯形丝杆螺母28相配合，实现二者之间的固定。

梯形丝杆螺杆5与梯形丝杆螺母28配合安装在一起；该梯形丝杆螺杆5设置有中心圆孔，且端部设置有第一液压密封圈6。

防转挡块7通过螺栓和梯形丝杆螺杆5固定，防转挡块7上设置有方形开口槽。

防转方杆8的中间部分为方形结构，且方形结构的一端设置有圆形凸台，另一端设置有方形凸台。防转方杆8的中间方形结构与上述防转挡块7上设置有方形开口槽配合安装在一起，如图5a和图5b；圆形凸台和梯形丝杆螺杆5的中心圆孔配合，如图1所示；方形凸台和油缸端盖17的方形孔相配合，如图1所示。

油缸端盖17上开有油壶进油口；油壶9中装有液压油，并且安装在油缸端盖17上，通过第二O型密封圈14与油缸端盖17上的油孔密封，给油缸端盖17上的油壶进油口供油。

第一O型密封圈10位于油缸端盖17和油缸18之间，从而将油缸Ⅰ密封。

挡片12通过第一卡簧11固定在油缸端盖17上，压住弹簧13，给防转方杆8一个预压力，皮碗15设置在防转方杆8的方形凸台侧并顶住油缸端盖17的油壶进油口。此预压力使皮碗15能够堵住油壶进油口。

活塞19设置在油缸18的油缸Ⅱ中，活塞19的一端安装有第二液压密封圈20，油缸Ⅱ中的液压油将会推动活塞19运动，并且活塞19和离合器推杆16相连，活塞19的运动将带动离合器推杆16的运动，耐磨环21设置在活塞19的外径上且外圈与油缸的内腔接触，保证活塞19不会发生径向运动。

堵头24安装在油缸18的螺纹孔中，作用为第一次往系统中加油时排出油缸Ⅰ和油缸Ⅱ中的空气，排完空气后用于密封油缸18上的螺纹孔。

位移传感器磁环22通过磁环固定座23固定在活塞19上。

旋变定子32通过定子压片33和螺钉34固定在电机后端盖25上，旋变转子31通过固定片30固定在梯形丝杆螺母28上，随梯形丝杆螺母28转动而转动。旋变转子31和旋变定子32可以精确测量电机转子的转动量和位置角度，从而可以使控制电路能够精确控制电机的转动。

接插件35安装在电机后端盖25上，并且电机定子线圈2和旋变定子32的导线都集中设置在该接插件35中。

后端盖29固定在电机后端盖25上，密封电机后端盖25。

位移传感器36安装在油缸18外部，其通过线路与后台的控制器相连接。该位移传感器36实时精确监测活塞19的位置，活塞19再推动离合器推杆16，从而检测出离合器从动盘的位移，根据该位移进而控制整个离合器的运动。

本发明的工作原理为：

当汽车启动，需要分开离合器时，控制电路给电机定子线圈2通电，控制电机转子3转动，而电机转子3和梯形丝杆螺母28固定在一起，电机转子3的转动带动梯形丝杆螺母28转动，梯形丝杆螺杆5通过防转方杆8和油缸端盖17限制不能转动，从而将梯形丝杆螺母28的转动变为梯形丝杆螺杆5的直线运动，此时皮碗15将在弹簧13的作用下封住油壶9的进油口，而梯形丝杆螺杆5的端部有第一液压密封圈6密封，梯形丝杆螺杆5的直线运动将推动油缸Ⅰ中的液压油进入油缸Ⅱ，从而推动油缸Ⅱ中的活塞。

进入油缸Ⅱ的液压油将使活塞19运动，固定在离合器推动活塞19上的位移传感器磁环22也随之运动，布置在油缸Ⅱ外部的位移传感器36实时精确监测活塞19的位置，活塞19再推动离合器推杆16，从而检测出离合器从动盘的位移，根据该位移进而控制整个离合器的运动。

当汽车需要合上离合器启动后，控制电路给电机定子线圈2通电，控制电机转子3反向转动，则梯形丝杆螺杆5将反向直线运动，由于梯形丝杆螺杆5的运动速度会大于油缸Ⅱ中的离合器推动活塞19的运动速度，油缸Ⅱ中的液压油来不及通过细小的液压管道进入油缸Ⅰ，油缸Ⅰ内将会出现负压，此时油壶9中的液压油将在大气的压力下克服弹簧13的预压力，顶开皮碗15，让油壶9中的液压油进入油缸Ⅰ。当电机控制梯形丝杆螺杆5运动到初始位置时，防转挡块7将通过防转方杆8上的凸台拉动防转方杆8一起运动，将皮碗15拉开一段距离，确保油缸Ⅱ中多余的液压油通过油壶进油口会回到油壶9中，油缸Ⅱ中的液压油和初始状态一致，等待下一个工作循环，从而实现了离合器运动过程的循环。

上述本发明的技术方案可以看出，本发明的电机是一种空心的无刷电机，其中的电机转子3中间部分为空心，可以和梯形丝杆螺母28部分安装在一起；电机转动时，电机转子3将带动梯形丝杆螺母28转动，而梯形丝杆螺母28的转动转化为梯形丝杆螺杆5的直线运动，梯形丝杆螺杆5的一段有密封圈，相当于一个活塞，活塞做直线运动将油缸Ⅰ内的液压油推到做功油缸，即油缸Ⅱ，做功油缸中的活塞19将推动离合器推杆16。电机转子3和梯形丝杆螺母28部分固定在一起，而梯形丝杆螺母28的两端装有第一深沟球轴承4和第二深沟球轴承27。同时梯形丝杆螺母28上装有旋变转子32，将能够精确确定电机的转动量。做功油缸(油缸Ⅱ)的离合器推动活塞19上装有环形的位移传感器磁环22，而布置在油缸外的位移传感器36能够精确测量离合器推动活塞19的位移和位置，从而精确控制离合器的分合。

上述实施例中的密封件不局限于O型密封圈，也可以是其它形状的密封件；上述梯形丝杆螺母28两端的支撑轴承不局限于本实施例中的深沟球轴承，也可以是其它轴承。

实施例二：

本发明提供一种电机驱动液压离合器的汽车，所述汽车包括上述电机驱动液压离合器，上述电机驱动液压离合器设置在发动机与变速箱之间，切断或传动发动机传给变速箱的动力。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但实施例并不是用来限定本发明的。在不脱离本发明之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本发明之保护范围。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。

Claims (10)

1.一种电机驱动液压离合器，其特征在于，所述电机驱动液压离合器包括：

电机定子线圈(2)、电机转子(3)、梯形丝杆螺杆(5)、离合器推杆(16)、活塞(19)、位移传感器磁环(22)、梯形丝杆螺母(28)、位移传感器(36)；

所述电机定子线圈(2)通电控制电机转子(3)转动；所述电机转子(3)中间部分为空心，该空心的一部分与梯形丝杆螺母(28)固定在一起，所述电机转子(3)的转动带动安装在其内部的梯形丝杆螺母(28)；

所述梯形丝杆螺杆(5)与所述梯形丝杆螺母(28)配合安装且所述梯形丝杆螺杆(5)随梯形丝杆螺母(28)的转动而作直线运动；

梯形丝杆螺杆(5)的直线运动将油缸Ⅰ内的液压油推到油缸Ⅱ并推动活塞(19)的运动；

油缸Ⅱ中的活塞(19)的运动带动离合器推杆(16)的运动；

活塞(19)上装有位移传感器磁环(22)，所述位移传感器(36)与位移传感器磁环(22)配合检测离合器推杆(16)的位移；

所述位移传感器(36)通过线路与后台的控制器相连。

2.根据权利要求1所述的一种电机驱动液压离合器，其特征在于，所述电机驱动液压离合器还包括：

旋变定子(32)和旋变转子(31)；

所述旋变定子(32)固定在电机后端盖(25)上；所述旋变转子(31)固定在梯形丝杆螺母(28)上，随梯形丝杆螺母(28)转动而转动。

3.根据权利要求1或2所述的一种电机驱动液压离合器，其特征在于，所述电机驱动液压离合器还包括：

防转挡块(7)和防转方杆(8)；

防转挡块(7)和梯形丝杆螺杆(5)固定，防转挡块(7)上设置有方形开口槽；

防转方杆(8)的中间部分为方形结构，且方形结构的一端设置有圆形凸台，另一端设置有方形凸台；防转方杆(8)的中间方形结构与上述防转挡块(7)上设置的方形开口槽配合安装在一起；圆形凸台和梯形丝杆螺杆(5)的中心圆孔配合；方形凸台和油缸端盖(17)的方形孔相配合。

4.根据权利要求3所述的一种电机驱动液压离合器，其特征在于，所述电机驱动液压离合器还包括：

油壶(9)；

所述油壶(9)中装有液压油，并且安装在油缸端盖(17)上，通过密封圈与油缸端盖(17)上的油孔密封；

油缸端盖(17)上开有油壶进油口；

挡片(12)通过第一卡簧(11)固定在油缸端盖(17)上，压住弹簧(13)给防转方杆(8)一个预压力，皮碗(15)设置在防转方杆(8)的方形凸台侧并顶住油缸端盖(17)的油壶进油口。

5.根据权利要求4所述的一种电机驱动液压离合器，其特征在于，所述电机驱动液压离合器还包括：

耐磨环(21)；所述耐磨环(21)设置在活塞(19)的外径上且外圈与油缸的内腔接触。

6.根据权利要求5所述的一种电机驱动液压离合器，其特征在于，所述梯形丝杆螺母(28)两端由轴承支撑，其中一个轴承装在电机后端盖(25)的轴承座中，另一个轴承装在油缸(18)的轴承座中。

7.根据权利要求4所述的一种电机驱动液压离合器，其特征在于，所述电机转子(3)内孔加工多个键槽，所述梯形丝杆螺母(28)的外圆加工有与电机转子(3)的多个键槽互相配合的键。

8.根据权利要求4所述的一种电机驱动液压离合器，其特征在于，所述电机驱动液压离合器还包括：

接插件(35)；所述接插件(35)安装在电机后端盖(25)上，并且电机定子线圈(2)和旋变定子(32)的导线都集中设置在该接插件(35)中。

9.根据权利要求4所述的一种电机驱动液压离合器，其特征在于，所述电机驱动液压离合器还包括：

堵头(24)；所述堵头(24)安装在油缸(18)的螺纹孔中，用于待油缸中排完空气后密封油缸(18)上的螺纹孔。

10.根据权利要求1至9任意一项所述的一种电机驱动液压离合器的汽车，其特征在于，所述汽车包括权利要求1至9任意一项所述的一种电机驱动液压离合器，所述电机驱动液压离合器设置在发动机与变速箱之间，切断或传动发动机传给变速箱的动力。