一种汽车离合器的螺旋式致动器的制作方法

本发明属于汽车技术领域，涉及一种汽车离合器的螺旋式致动器。

背景技术：

汽车变速器中需要用到多个离合器和制动器来进行换挡控制，这些离合器和制动器要分别通过一个致动器来进行驱动使其动作，从而实现汽车变速器的扭矩控制。目前，致动器可采用液压式致动器或采用电机驱动的机械致动器。

液压式致动器的结构，例如中国专利【申请号201110041255.9；申请公布日2011年08月24日】公开的用于双离合器变速器的液压控制系统，该液压控制系统包括与多个离合器致动器以及与多个同步器致动器流体连通的多个电磁阀和阀。离合器致动器可操作以致动多个扭矩传递装置，同步器致动器可操作以致动多个同步器组件。电磁阀组合的选择性致动允许加压流体致动离合器致动器和同步器致动器中的至少一个，以便将变速器换挡至期望传动比。液压式致动器需要配套完整的液压系统，零部件成本高、功耗大，适用于多个离合器共用液压系统的方案，不适合离合器或制动器较少的场合。

机械致动器的结构，例如中国专利【申请号201820205489.x；授权公告号cn208010801u】公开的带齿轮和滚珠丝杆传动的电控离合器执行机构，包括驱动电机、液压缸、滚珠丝杆、与滚珠丝杆配合的螺母、小齿轮和大齿轮；驱动电机带动小齿轮，将驱动电机的扭矩通过大齿轮和螺母的连接传递到螺母上，螺母的转动通过滚珠丝杆传动转化为滚珠丝杆的轴向运动，滚珠丝杆输出的轴向推力通过连接件传递到液压缸的活塞上，通过活塞的运动在液压缸的腔体内建立压强，从而使离合器分离。

又例如，中国专利【申请号201710906446.4；申请公布号cn107448520a】公开的一种电于机械线控制动器，包括电机，传动机构，带有楔形调节机构的螺杆，螺母，活塞，摩擦限位装置等。螺杆和螺母配合，由电机通过传动机构带动螺杆螺母组件转动，通过螺杆螺母传动副分别驱动活塞和制动钳体向相反的方向移动，从制动盘两侧以相同的力将摩擦片压紧，实现高效的制动效果。

上述的机械致动器分别采用电机通过螺母带动丝杆转动以及电机带动螺杆螺母传动副反向运动，由于螺杆具有一定的长度，螺母相对于螺杆转动和位移的过程中容易发生晃动，导致机械致动器的稳定性较差。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种汽车离合器的螺旋式致动器，本发明解决的技术问题是如何提高螺旋式致动器的稳定性。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种汽车离合器的螺旋式致动器，包括壳体，本螺旋式致动器还包括定螺套、动螺套和驱动电机，所述定螺套固定在壳体上，所述定螺套与动螺套通过螺纹配合，所述驱动电机的输出轴通过传动机构与动螺套相连能使动螺套转动的同时相对于定螺套轴向运动，所述动螺套轴向运动使离合器结合或脱开。

本汽车离合器的螺旋式致动器采用定螺套和动螺套的配合提供使离合器结合或脱开的轴向推动力，当离合器需要结合时，驱动电机的输出轴旋转通过传动机构带动动螺套转动，由于定螺套固定在壳体上，动螺套转动同时相对于定螺套轴向运动并作用在离合器上使离合器结合；当离合器需要脱开时，驱动电机的输出轴反转带动动螺套复位，离合器脱开。与现有技术中的液压式致动器相比，本汽车离合器的螺旋式致动器通过驱动电机控制，无需配套液压系统，结构简单、制造成本和功耗低。相比于现有技术中采用螺杆螺母的方案，本汽车离合器的螺旋式致动器采用定螺套和动螺套，在运动过程中不容易产生晃动，进而保证了螺旋式致动器的稳定性。

作为优选，在上述的汽车离合器的螺旋式致动器中，所述壳体上具有从壳体内壁向内突出的支撑凸台，所述定螺套呈筒状并套设在上述支撑凸台上，所述定螺套的内壁和支撑凸台的外壁紧密接触。支撑凸台对定螺套起到支撑作用，进一步提高动螺套相对于定螺套转动和轴向运动的稳定性。

作为另一种方案，在上述的汽车离合器的螺旋式致动器中，所述壳体上具有从壳体内壁向内突出的支撑凸台，所述动螺套呈筒状并套设在上述支撑凸台上，所述动螺套的内壁和支撑凸台的外壁滑动配合。通过支撑凸台和动螺套的支撑作用，进一步提高动螺套轴向运动的稳定性。

在上述的汽车离合器的螺旋式致动器中，所述动螺套的数量为两个，所述定螺套呈筒状且内壁和外壁均具有螺纹，所述两个动螺套的其中一个插入定螺套并与定螺套螺纹配合，另一个套设在定螺套外并与定螺套螺纹配合，每个所述动螺套分别通过一组传动机构和驱动电机带动。这种结构应用于双离合器的系统中，每个驱动电机分别控制一个动螺套轴向运动，从而控制对应的离合器结合或脱开，定螺套和两个动螺套三者相互套接并通过螺纹连接在一起，使得相互之间紧密配合，在其中一个动螺套或者两个动螺套同时轴向运动时，不会发生晃动，这种结构实现了紧凑的结构控制双离合器的同时，产生了稳定性更好地效果。

作为优选，在上述的汽车离合器的螺旋式致动器中，所述壳体上具有从壳体内壁向内突出的支撑凸台，插入定螺套内的动螺套呈筒状并可滑动地套设在上述支撑凸台上。通过支撑凸台和动螺套的支撑作用，进一步提高动螺套轴向运动的稳定性。

作为进一步优选，在上述的汽车离合器的螺旋式致动器中，所述动螺套的内壁和支撑凸台的外壁之间设置有轴承套。设置轴承套在保证稳定性的前提下，使得动螺套相对于支撑凸台的轴向和周向运动更顺畅。

在上述的汽车离合器的螺旋式致动器中，所述传动机构包括固定在动螺套上的呈圆弧状的齿弧和安装在驱动电机输出轴上的驱动齿轮，所述齿弧和驱动齿轮啮合。由于动螺套不需要转动一周，通过齿弧带动动螺套能够最大限度地节省材料和空间，并且齿弧和驱动齿轮的减速比放大了驱动电机的扭矩，可以给动螺套的轴向运动提供足够的扭力，从而提高螺旋式致动器的稳定性。

作为另一种方案，在上述的汽车离合器的螺旋式致动器中，所述传动机构包括固定在动螺套上的直齿轮一和安装在驱动电机输出轴上的直齿轮二，所述直齿轮一和直齿轮二啮合，所述直齿轮一上具有让位孔。传动机构也可以采用完整的齿轮结构，但需要在直齿轮一上开设让位孔，避免与壳体或者其他零部件发生干涉。

在上述的汽车离合器的螺旋式致动器中，所述离合器包括输入转鼓和连接在输入转鼓上的离合器钢片，所述输入转鼓通过复位弹簧连接有推筒，所述推筒能够相对于输入转鼓运动挤压离合器钢片，所述推筒和动螺套之间设置有分离轴承。通过设置分离轴承能够实现动螺套在输入转鼓转动时对输入转鼓上的离合器钢片施加轴向力，当动螺套复位时，复位弹簧推开推筒使其也复位。

作为优选，在上述的汽车离合器的螺旋式致动器中，所述动螺套上还设置有碟形弹簧，所述动螺套通过碟形弹簧抵靠在分离轴承上。通过设置碟形弹簧对动螺套和分离轴承的接触起到缓冲作用，避免动螺套直接撞击分离轴承产生振动，提高螺旋式致动器的稳定性。

在上述的汽车离合器的螺旋式致动器中，所述定螺套具有翻边，所述翻边通过螺钉固定在壳体上。通过设置翻边便于定螺套的固定。

与现有技术相比，本汽车离合器的螺旋式致动器的优点在于：

1、本汽车离合器的螺旋式致动器与液压式致动器相比，无需配套液压系统，并且由于动螺套和定螺套能自锁，离合器结合状态下驱动电机可以断电，不用耗费电能，既降低了变速器制造成本，又提高了变速器的效率。

2、本汽车离合器的螺旋式致动器与常规的螺杆螺母式方案相比，采用了定螺套和动螺套，在运动过程中不容易产生晃动，克服了现有结构存在的弊端，提高了螺旋式致动器的稳定性。

3、本汽车离合器的螺旋式致动器采用齿弧带动动螺套旋转，节省了材料和空间，并且齿弧和驱动齿轮的减速比放大了驱动电机的扭矩，可以给动螺套的轴向运动提供足够的扭力，从而提高了螺旋式致动器的稳定性。

附图说明

图1是实施例一中本汽车离合器的螺旋式致动器的结构示意图。

图2是实施例一中本汽车离合器的螺旋式致动器中传动机构的结构示意图。

图3是实施例二中本汽车离合器的螺旋式致动器的使用状态图。

图4是实施例三中本汽车离合器的螺旋式致动器的结构示意图。

图中，1、壳体；2、定螺套；21、翻边；3、动螺套；4、驱动电机；5、离合器；51、输入转鼓；52、输出转鼓；53、离合器钢片；54、摩擦片；6、轴承套；7、齿弧；8、驱动齿轮；9、复位弹簧；10、推筒；11、分离轴承；12、碟形弹簧；13、螺钉；14、行星齿轮机构；141、行星架；15、输入轴；16、发动机；161、发动机曲轴；17、电动机；18、发电机；19、输出齿轮；20、支撑凸台。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一：

本汽车离合器的螺旋式致动器包括壳体1、定螺套2、动螺套3、驱动电机4和传动机构。

具体来说，如图1所示，定螺套2固定在壳体1。本实施例中，定螺套2外壁加工有螺纹，动螺套3呈筒状套设在定螺套2上，动螺套3内壁加工有螺纹，动螺套3与定螺套2通过螺纹配合。在实际的生产和制造过程中，定螺套2和动螺套3的螺纹可以采用梯形螺纹、标准螺纹或者螺纹之间增加滚珠等形式。

作为优选方案，壳体1上具有从壳体1内壁向内突出的支撑凸台20，定螺套2呈筒状并套设在支撑凸台20上，定螺套2的内壁和支撑凸台20的外壁紧密接触，支撑凸台20对定螺套2起到支撑作用，可以提高动螺套3相对于定螺套2转动和轴向运动的稳定性。定螺套2具有翻边21，翻边21通过螺钉13固定在壳体1上，通过设置翻边21便于定螺套2的固定。

如图1所示，驱动电机4的输出轴通过传动机构与动螺套3相连能使动螺套3转动的同时相对于定螺套2轴向运动。如图1和图2所示，本实施例中，传动机构包括固定在动螺套3上的呈圆弧状的齿弧7和安装在驱动电机4输出轴上的驱动齿轮8，齿弧7和驱动齿轮8啮合。驱动齿轮8的齿宽大于齿弧7的齿宽。由于动螺套3不需要转动一周，通过齿弧7带动动螺套3能够最大限度地节省材料和空间。并且，齿弧7和驱动齿轮8的减速比可以大于20，也就是能将驱动电机4的驱动扭矩放大20倍以上，放大了驱动电机4的扭矩，可以给动螺套3的轴向运动提供足够的扭力。例如，在驱动电机4功率200w、驱动扭矩1nm，齿弧7和驱动齿轮8的减速比20,螺套螺纹直径60mm的工况下，就能在推筒10上产生5000n以上的推力，满足300nm离合器5的致动要求，大大降低对于驱动电机4的要求，节省了成本。

如图1所示，离合器5包括输入转鼓51和输出转鼓52，输入转鼓51经行星齿轮机构14的行星架141和输入轴15与发动机曲轴161相连，离合器钢片53通过花键连接在输入转鼓51上，摩擦片54通过花键连接在输出转鼓52上。输入转鼓51通过复位弹簧9连接有推筒10，推筒10和动螺套3之间设置有分离轴承11，动螺套3轴向运动使得推筒10能够相对于输入转鼓51运动挤压离合器钢片53。

如图1所示，作为优选方案，动螺套3上还设置有碟形弹簧12，动螺套3通过碟形弹簧12抵靠在分离轴承11上，通过设置碟形弹簧12对动螺套3和分离轴承11的接触起到缓冲作用，避免动螺套3直接撞击分离轴承11产生振动，提高螺旋式致动器的稳定性。

本汽车离合器的螺旋式致动器采用定螺套2和动螺套3的配合提供使离合器5结合或脱开的轴向推动力，当离合器5需要结合时，驱动电机4的输出轴旋转通过驱动齿轮8和齿弧7带动动螺套3转动，由于定螺套2固定在壳体1上，动螺套3转动同时相对于定螺套2轴向运动压缩碟形弹簧12，碟形弹簧12的弹簧力经分离轴承11和推筒10传递后作用到离合器钢片53，使得离合器钢片53和摩擦片54通过挤压而结合，从而将输入转鼓51的扭矩传递给输出转鼓52。离合器5保持结合状态时，动螺套3和定螺套2能够自锁，驱动电机4断电后，离合器5仍可以保持在结合位置，此时驱动电机4不耗电。当离合器5需要脱开时，驱动电机4的输出轴反转带动动螺套3复位，推筒10在复位弹簧9的作用下松开离合器钢片53，使离合器5脱开。本汽车离合器的螺旋式致动器无需配套液压系统，结构简单、制造成本和功耗低。在运动过程中不容易产生晃动，离合器5结合和脱开的稳定性更好。

实施例二：

本实施例介绍实施例一中的技术方案应用在双电机混合动力变速器中的情况，如图3所示，本汽车离合器的螺旋式致动器用于双电机混合动力变速器中离合器5结合和脱开的控制。汽车在城市工况时，离合器5断开，电动机17驱动汽车行驶，避免发动机16阻力，发动机16仅带动发电机18发电。汽车进入高速行驶时，螺旋式致动器带动离合器5结合，发动机16动力经离合器5传递到输出齿轮19，再继续传给差速器驱动汽车行驶，保证汽车高速行驶过程中得到充足的动力。

实施例三：

本实施例是本发明用于时下流行的双离合器变速器的应用实例。本实施例中的技术方案与实施例一中的技术方案基本相同，不同之处在于本实施例中，如图4所示，动螺套3的数量为两个，定螺套2呈筒状且内壁和外壁均具有螺纹，两个动螺套3的其中一个插入定螺套2并与定螺套2螺纹配合，另一个套设在定螺套2外并与定螺套2螺纹配合，每个动螺套3分别通过一组传动机构和驱动电机4带动。

如图4所示，作为优选方案，壳体1上具有从壳体1内壁向内突出的支撑凸台20，插入定螺套2内的动螺套3呈筒状并套设在上述支撑凸台20上，动螺套3的内壁和支撑凸台20的外壁滑动配合。通过支撑凸台20和动螺套3的支撑作用，进一步提高动螺套3轴向运动的稳定性。作为进一步优选，动螺套3的内壁和支撑凸台20的外壁之间设置有轴承套6。设置轴承套6在保证稳定性的前提下，使得动螺套3相对于支撑凸台20的轴向和周向运动更顺畅。

这种结构应用于双离合器的系统中，每个驱动电机4分别带动一个动螺套3轴向运动，从而控制对应的离合器5结合或脱开，定螺套2和两个动螺套3三者相互套接并通过螺纹连接在一起，使得相互之间紧密配合，在其中一个动螺套3或者两个动螺套3同时轴向运动时，不会发生晃动，这种结构实现了紧凑的结构控制双离合器的同时，产生了稳定性更好地效果。

实施例四：

本实施例中的技术方案与实施例一中的技术方案基本相同，不同之处在于，本实施例中，定螺套2呈筒状并套设在动螺套3外，定螺套2的内壁加工有螺纹，动螺套3的外壁加工有螺纹，动螺套3和定螺套2通过螺纹配合。作为优选方案，壳体1上具有从壳体1内壁向内突出的支撑凸台20，动螺套3呈筒状并套设在支撑凸台20上，动螺套3的内壁和支撑凸台20的外壁滑动配合，通过支撑凸台20和动螺套3的支撑作用，进一步提高动螺套3轴向运动的稳定性。作为进一步优选，动螺套3的内壁和支撑凸台20的外壁直接设置有轴承套6，设置轴承套6在保证稳定性的前提下，使得动螺套3相对于支撑凸台20的轴向和周向运动更顺畅。

实施例五：

本实施例中的技术方案与实施例一中的方案基本相同，不同之处在于，本实施例中，传动机构包括固定在动螺套3上的直齿轮一和安装在驱动电机4输出轴上的直齿轮二，直齿轮一和直齿轮二啮合，直齿轮一上具有让位孔。传动机构也可以采用完整的齿轮结构，但需要再直齿轮一上开设让位孔，避免与壳体1或者其他零部件发生干涉。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。